JPH07174843A - 位置測定における音速補正装置及びその方法 - Google Patents
位置測定における音速補正装置及びその方法Info
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- JPH07174843A JPH07174843A JP34498393A JP34498393A JPH07174843A JP H07174843 A JPH07174843 A JP H07174843A JP 34498393 A JP34498393 A JP 34498393A JP 34498393 A JP34498393 A JP 34498393A JP H07174843 A JPH07174843 A JP H07174843A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 音速補正を実測により正確に行い、位置測定
における精度向上を図ることのできる音速補正装置及び
その方法を提供すること。 【構成】 超音波信号を受信可能な少なくとも1以上の
受波器と送波器とを備えた測定物体と、該測定物体で受
信された超音波信号を演算処理する信号処理演算装置
と、該信号処理演算装置から信号伝送ケーブルを介して
接続され、送波器と受波器とを有する水中移動物体とを
備え、測定物体の受波器と送波器との特定点間での音速
と、前記水中移動物体の受波器と送波器との特定点間で
の音速を夫々求め、この求められた音速を用いて前記信
号処理演算装置により補正された音速を算出することに
よって、前記測定物体と水中移動物体との距離を求める
ことができるようにした。
における精度向上を図ることのできる音速補正装置及び
その方法を提供すること。 【構成】 超音波信号を受信可能な少なくとも1以上の
受波器と送波器とを備えた測定物体と、該測定物体で受
信された超音波信号を演算処理する信号処理演算装置
と、該信号処理演算装置から信号伝送ケーブルを介して
接続され、送波器と受波器とを有する水中移動物体とを
備え、測定物体の受波器と送波器との特定点間での音速
と、前記水中移動物体の受波器と送波器との特定点間で
の音速を夫々求め、この求められた音速を用いて前記信
号処理演算装置により補正された音速を算出することに
よって、前記測定物体と水中移動物体との距離を求める
ことができるようにした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、位置測定における音速
補正装置に関し、特にSBL (Short Base-Line Syste
m) 方式を用いた位置測定における水中(海水等を含
む)での音速補正を行うことができる音速補正装置及び
その方法に関する。
補正装置に関し、特にSBL (Short Base-Line Syste
m) 方式を用いた位置測定における水中(海水等を含
む)での音速補正を行うことができる音速補正装置及び
その方法に関する。
【0002】
【従来技術】従来、この種の音速補正装置に関するもの
として、例えば図1及び図3に示すものが知られてい
る。
として、例えば図1及び図3に示すものが知られてい
る。
【0003】図1に示す測定船Sの船底には、測定物体
1が取り付けられており、該測定物体1に搭載された信
号処理演算装置2は信号伝送ケーブル3を介して水中移
動物体4が接続されている。この水中移動物体4に取り
付けられた送波器5には、信号処理演算装置2から信号
伝送ケーブル3を介して送信信号若しくは送信トリガー
パルス信号が送信される。この送波器5は所定の周波数
の超音波信号を送信する。この超音波信号を測定物体1
に取り付けられた受波器7(71 ,72 ,73)で受信
する。この受波器7(71 ,72 ,73 )で受信された
受信信号は、信号処理演算装置2で処理され、該信号処
理演算装置2では送波器5と受波器71,72 ,73 の
各受波器間との距離を求め、送波器5の3次元位置を算
出する。すなわち、送信から受信までの時間を計測し、
水中の音の伝搬速度により距離に変換する。
1が取り付けられており、該測定物体1に搭載された信
号処理演算装置2は信号伝送ケーブル3を介して水中移
動物体4が接続されている。この水中移動物体4に取り
付けられた送波器5には、信号処理演算装置2から信号
伝送ケーブル3を介して送信信号若しくは送信トリガー
パルス信号が送信される。この送波器5は所定の周波数
の超音波信号を送信する。この超音波信号を測定物体1
に取り付けられた受波器7(71 ,72 ,73)で受信
する。この受波器7(71 ,72 ,73 )で受信された
受信信号は、信号処理演算装置2で処理され、該信号処
理演算装置2では送波器5と受波器71,72 ,73 の
各受波器間との距離を求め、送波器5の3次元位置を算
出する。すなわち、送信から受信までの時間を計測し、
水中の音の伝搬速度により距離に変換する。
【0004】上記のような処理により距離を求めること
ができるが、従来よりこの距離を求める場合に音速補正
がなされる。この音速補正を行う時は、水温センサー1
0(10a,10b,10c,10d,10e)を測定
物体1や伝送信号ケーブル3、水中移動物体4等に1個
若しくは複数個取り付け、この水温センサー10からの
データを信号処理演算装置2が演算処理することによっ
て水温が読み取られる。
ができるが、従来よりこの距離を求める場合に音速補正
がなされる。この音速補正を行う時は、水温センサー1
0(10a,10b,10c,10d,10e)を測定
物体1や伝送信号ケーブル3、水中移動物体4等に1個
若しくは複数個取り付け、この水温センサー10からの
データを信号処理演算装置2が演算処理することによっ
て水温が読み取られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この水
温による音速補正を行う際に、公知の種々の方式が用い
られて行われているが、それらのどの方式のものを用い
るかによって同じ水温においても約20m〜50mの差
異が生じるという欠点がある。また、音速は水の密度、
水圧によっても大きく変化するため上記のような音速補
正では正確な距離を算出することができないという欠点
がある。
温による音速補正を行う際に、公知の種々の方式が用い
られて行われているが、それらのどの方式のものを用い
るかによって同じ水温においても約20m〜50mの差
異が生じるという欠点がある。また、音速は水の密度、
水圧によっても大きく変化するため上記のような音速補
正では正確な距離を算出することができないという欠点
がある。
【0006】そこで本発明は、上記従来技術の欠点に鑑
みてなされたものであって、音速補正を実測により正確
に行い、位置測定における精度向上を図ることのできる
音速補正装置及びその方法を提供することを目的として
いる。
みてなされたものであって、音速補正を実測により正確
に行い、位置測定における精度向上を図ることのできる
音速補正装置及びその方法を提供することを目的として
いる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、超音波信号を
受信可能な少なくとも1以上の受波器と送波器とを備え
た測定物体と、該測定物体で受信された超音波信号を演
算処理する信号処理演算装置と、該信号処理演算装置か
ら信号伝送ケーブルを介して接続され、送波器と受波器
とを有する水中移動物体とを備え、前記測定物体の受波
器と送波器との特定点間での音速と、前記水中移動物体
の受波器と送波器との特定点間での音速を夫々求め、こ
の求められた音速を用いて前記信号処理演算装置により
補正された音速を算出することによって、前記測定物体
と水中移動物体との距離を求めることができるように構
成したものである。また、本発明は、測定物体の受波器
と送波器との特定点間での音速と、水中移動物体の受波
器と送波器との特定点間での音速を夫々求め、この求め
られた音速を用いて前記信号処理演算装置により補正さ
れた音速を算出することによって、前記測定物体と水中
移動物体との距離を求めることができるようにしたもの
である。
受信可能な少なくとも1以上の受波器と送波器とを備え
た測定物体と、該測定物体で受信された超音波信号を演
算処理する信号処理演算装置と、該信号処理演算装置か
ら信号伝送ケーブルを介して接続され、送波器と受波器
とを有する水中移動物体とを備え、前記測定物体の受波
器と送波器との特定点間での音速と、前記水中移動物体
の受波器と送波器との特定点間での音速を夫々求め、こ
の求められた音速を用いて前記信号処理演算装置により
補正された音速を算出することによって、前記測定物体
と水中移動物体との距離を求めることができるように構
成したものである。また、本発明は、測定物体の受波器
と送波器との特定点間での音速と、水中移動物体の受波
器と送波器との特定点間での音速を夫々求め、この求め
られた音速を用いて前記信号処理演算装置により補正さ
れた音速を算出することによって、前記測定物体と水中
移動物体との距離を求めることができるようにしたもの
である。
【0008】
【実施例】次に、本発明に係る位置測定における音速補
正装置について図2を用いてい説明する。なお、従来の
装置と実質的に同じ機能及び構成を有するものについて
は同じ符号を用いている。
正装置について図2を用いてい説明する。なお、従来の
装置と実質的に同じ機能及び構成を有するものについて
は同じ符号を用いている。
【0009】図1に示す海水の場合では、特殊な場合を
除いて深度が増すと温度が下がり決して均一ではない。
また、密度も変化する。したがって、本発明では測定船
Sの位置する海面付近と水中移動物体の位置する深度に
おいて実際の音速を計測して位置精度を向上させようと
するものである。
除いて深度が増すと温度が下がり決して均一ではない。
また、密度も変化する。したがって、本発明では測定船
Sの位置する海面付近と水中移動物体の位置する深度に
おいて実際の音速を計測して位置精度を向上させようと
するものである。
【0010】図2に示すように、従来の図3に示す構成
に加えて、水中移動物体4に音速補正用の受波器6が取
り付けられている。この受波器6は送波器5とは予め任
意に設定した距離L0 で配置されており、測定船Sの船
底に取り付けられた測定物体1の下面に音速補正用の送
波器8が取り付けられている。この送波器8と受波器7
との間は、71 間がL1 ,72 間がL2 ,73 間はL3
の距離で配置されている。この距離は予め任意に設定さ
れている。
に加えて、水中移動物体4に音速補正用の受波器6が取
り付けられている。この受波器6は送波器5とは予め任
意に設定した距離L0 で配置されており、測定船Sの船
底に取り付けられた測定物体1の下面に音速補正用の送
波器8が取り付けられている。この送波器8と受波器7
との間は、71 間がL1 ,72 間がL2 ,73 間はL3
の距離で配置されている。この距離は予め任意に設定さ
れている。
【0011】上記構成よりなる音速補正装置は、信号処
理演算装置2が図2に示すSBL方式の動作と同様に水
中移動物体4に取り付けた送波器5に信号伝送ケーブル
3を介して送信信号若しくは送信トリガーパルス信号を
送信する。この送波器5は所定の周波数の超音波信号を
送信する。この超音波信号を測定物体1に取り付けられ
た受波器7(71 ,72 ,73 )で受信すると同時に水
中移動物体4に取り付けられた受波器6でも受信する。
したがって、信号処理演算装置2は、送波器5から受波
器7までの時間と、送波器5から受波器6までの時間も
計測を行う。この時間をt0 とすると、水中移動物体4
の位置する深度の音速v0 は次の式(1)で表すことが
できる。すなわち、 v0 =L0 /t0 ・・・・・(1) となる。
理演算装置2が図2に示すSBL方式の動作と同様に水
中移動物体4に取り付けた送波器5に信号伝送ケーブル
3を介して送信信号若しくは送信トリガーパルス信号を
送信する。この送波器5は所定の周波数の超音波信号を
送信する。この超音波信号を測定物体1に取り付けられ
た受波器7(71 ,72 ,73 )で受信すると同時に水
中移動物体4に取り付けられた受波器6でも受信する。
したがって、信号処理演算装置2は、送波器5から受波
器7までの時間と、送波器5から受波器6までの時間も
計測を行う。この時間をt0 とすると、水中移動物体4
の位置する深度の音速v0 は次の式(1)で表すことが
できる。すなわち、 v0 =L0 /t0 ・・・・・(1) となる。
【0012】次に、図2に示す海面付近では、送波器5
から超音波信号を送信するのと同様に送波器8から超音
波信号を受波器7(71 ,72 ,73 )に向けて送信す
る。この受波器7(71 ,72 ,73 )で受信された受
信信号は、信号処理演算装置2で各受波器71 ,72 ,
73 で受信する時間を測定する。L1 に対応する時間を
t1 ,L2 に対応する時間をt2 ,L3 に対応する時間
をt3 とすると、海面付近での音速v1 は次の式(2)
で表すことができる。すなわち、 v1 =1/3(L1 /t1 +L2 /t2 +L3 /t3 )・・・・(2) となる。
から超音波信号を送信するのと同様に送波器8から超音
波信号を受波器7(71 ,72 ,73 )に向けて送信す
る。この受波器7(71 ,72 ,73 )で受信された受
信信号は、信号処理演算装置2で各受波器71 ,72 ,
73 で受信する時間を測定する。L1 に対応する時間を
t1 ,L2 に対応する時間をt2 ,L3 に対応する時間
をt3 とすると、海面付近での音速v1 は次の式(2)
で表すことができる。すなわち、 v1 =1/3(L1 /t1 +L2 /t2 +L3 /t3 )・・・・(2) となる。
【0013】このv1 を求める動作は、上記v0 を求め
る動作とは異なり、従来のSBL方式の動作の合間に行
えばよい。すなわち、送波器5から送信された超音波信
号を受波器7(71 ,72 ,73 )で受信して位置を算
出する一連の動作を約1秒毎に行うとすると、このv1
は約10秒の間に1回行う程度で十分である。
る動作とは異なり、従来のSBL方式の動作の合間に行
えばよい。すなわち、送波器5から送信された超音波信
号を受波器7(71 ,72 ,73 )で受信して位置を算
出する一連の動作を約1秒毎に行うとすると、このv1
は約10秒の間に1回行う程度で十分である。
【0014】送波器5で送信された超音波は、SBL方
式により受波器7(71 ,72 ,73 )で受信される時
間を計測すると共に、上記式(1)で求まるv0 及び上
記式(2)で求まるv1 が求まる。したがって、これら
のデータから音速Vは式(3)で表すことができる。す
なわち、 V=1/2(v0 +v1 )・・・・(3) となる。つまり、水中移動物体4での音速v0 と、測定
物体1での音速v1 とから平均的な音速Vを求めること
によって水中移動物体4と測定物体1との間の距離を正
確に算出しようとするものである。
式により受波器7(71 ,72 ,73 )で受信される時
間を計測すると共に、上記式(1)で求まるv0 及び上
記式(2)で求まるv1 が求まる。したがって、これら
のデータから音速Vは式(3)で表すことができる。す
なわち、 V=1/2(v0 +v1 )・・・・(3) となる。つまり、水中移動物体4での音速v0 と、測定
物体1での音速v1 とから平均的な音速Vを求めること
によって水中移動物体4と測定物体1との間の距離を正
確に算出しようとするものである。
【0015】ところで、本発明では、音速補正用の送波
器8を受波器7(71 ,72 ,73)とは別に設けてい
るが、受波器(71 ,72 ,73 )の内どれか1つに送
信機能を持たせるようにしてもよい。また、本発明では
受波器7が71 ,72 ,73の3つで構成されている
が、これに限らず複数でよいことは勿論である。
器8を受波器7(71 ,72 ,73)とは別に設けてい
るが、受波器(71 ,72 ,73 )の内どれか1つに送
信機能を持たせるようにしてもよい。また、本発明では
受波器7が71 ,72 ,73の3つで構成されている
が、これに限らず複数でよいことは勿論である。
【0016】なお、本発明では、音速Vは式(3)で行
うようにしているが、水中移動物体4の深度を可変して
移動させながら夫々の位置での音速Vを求めて平均化す
ることにより、更に精度のよい音速を求めるようにして
もよい。また、本発明では水中(海水をも含む)で用い
ることを前提として説明しているが、超音波が伝搬され
るものであれば水中ではなく他の液体内等でも用いるこ
とができることは勿論である。
うようにしているが、水中移動物体4の深度を可変して
移動させながら夫々の位置での音速Vを求めて平均化す
ることにより、更に精度のよい音速を求めるようにして
もよい。また、本発明では水中(海水をも含む)で用い
ることを前提として説明しているが、超音波が伝搬され
るものであれば水中ではなく他の液体内等でも用いるこ
とができることは勿論である。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
音速を実測値で求めることができるので密度や圧力等の
要素も含まれ、正確な音速が求められ位置精度が向上す
る効果がある。また、本発明によれば水温計を用いる必
要がなく信号処理演算装置の回路が簡略化されると共に
装置も簡単な構成とすることができる効果がある。
音速を実測値で求めることができるので密度や圧力等の
要素も含まれ、正確な音速が求められ位置精度が向上す
る効果がある。また、本発明によれば水温計を用いる必
要がなく信号処理演算装置の回路が簡略化されると共に
装置も簡単な構成とすることができる効果がある。
【図1】図1は、本発明に係るSBL方式の測定方法を
説明する図である。
説明する図である。
【図2】図2は、本発明に係る音速補正装置の構成を示
す図である。
す図である。
【図3】図3は、従来の音速補正装置の構成を示す図で
ある。
ある。
1 測定物体 2 信号処理演算装置 3 信号伝送ケーブル 4 水中移動物体 5 送波器 6 受波器 7(71 ,72 ,73 )受波器 8 送波器
Claims (3)
- 【請求項1】 超音波信号を受信可能な少なくとも1以
上の受波器と送波器とを備えた測定物体と、該測定物体
で受信された超音波信号を演算処理する信号処理演算装
置と、該信号処理演算装置から信号伝送ケーブルを介し
て接続され、送波器と受波器とを有する水中移動物体と
を備え、 前記測定物体の受波器と送波器との特定点間での音速
と、前記水中移動物体の受波器と送波器との特定点間で
の音速を夫々求め、この求められた音速を用いて前記信
号処理演算装置により補正された音速を算出することに
よって、前記測定物体と水中移動物体との距離を求める
ことができるようにしたことを特徴とする位置測定にお
ける音速補正装置。 - 【請求項2】 前記測定物体の受波器の1つは送波器を
も備えたことを特徴とする請求項1記載の音速補正装
置。 - 【請求項3】 測定物体の受波器と送波器との特定点間
での音速と、水中移動物体の受波器と送波器との特定点
間での音速を夫々求め、この求められた音速を用いて前
記信号処理演算装置により補正された音速を算出するこ
とによって、前記測定物体と水中移動物体との距離を求
めることができるようにしたことを特徴とする位置測定
における音速補正方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5344983A JP2916362B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 位置測定における音速補正装置及びその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5344983A JP2916362B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 位置測定における音速補正装置及びその方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07174843A true JPH07174843A (ja) | 1995-07-14 |
JP2916362B2 JP2916362B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=18373485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5344983A Expired - Fee Related JP2916362B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 位置測定における音速補正装置及びその方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2916362B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011038799A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Honda Motor Co Ltd | 位置検出装置、位置検出方法およびプログラム |
JP2011038800A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Honda Motor Co Ltd | 位置検出装置、位置検出方法およびプログラム |
JP2011038801A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Honda Motor Co Ltd | 位置検出装置、位置検出方法およびプログラム |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3086064B1 (fr) * | 2018-09-14 | 2021-02-26 | Ixblue | Procede de determination d'une profondeur, ou d'un profil bathymetrique, sur la base d'un profil de celerite moyenne du son, procede de determination d'un tel profil de celerite, et systeme sonar associe |
-
1993
- 1993-12-20 JP JP5344983A patent/JP2916362B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011038799A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Honda Motor Co Ltd | 位置検出装置、位置検出方法およびプログラム |
JP2011038800A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Honda Motor Co Ltd | 位置検出装置、位置検出方法およびプログラム |
JP2011038801A (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-24 | Honda Motor Co Ltd | 位置検出装置、位置検出方法およびプログラム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2916362B2 (ja) | 1999-07-05 |
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---|---|---|---|
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