JPH07229959A - ソノブイ位置評定装置 - Google Patents
ソノブイ位置評定装置Info
- Publication number
- JPH07229959A JPH07229959A JP6039251A JP3925194A JPH07229959A JP H07229959 A JPH07229959 A JP H07229959A JP 6039251 A JP6039251 A JP 6039251A JP 3925194 A JP3925194 A JP 3925194A JP H07229959 A JPH07229959 A JP H07229959A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sonobuoy
- signal
- aircraft
- distance
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Transmitters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 海上に浮遊するソノブイの位置を評定するソ
ノブイ位置評定装置において、別の周波数を用いたりす
ることなく、高精度に評定できる装置を得る。 【構成】 ソノブイ側ではソノブイ信号に時間情報を重
畳したあと予め定められた拡散符号によってスペクトラ
ム拡散して送信する。航空機側では同じ符号で逆拡散し
て信号を再生し、信号に重畳された時間情報からソノブ
イと航空機との間の距離を複数点で測距し、三角測量の
原理によってソノブイの位置を評定する。
ノブイ位置評定装置において、別の周波数を用いたりす
ることなく、高精度に評定できる装置を得る。 【構成】 ソノブイ側ではソノブイ信号に時間情報を重
畳したあと予め定められた拡散符号によってスペクトラ
ム拡散して送信する。航空機側では同じ符号で逆拡散し
て信号を再生し、信号に重畳された時間情報からソノブ
イと航空機との間の距離を複数点で測距し、三角測量の
原理によってソノブイの位置を評定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、航空機等からソノブイ
の位置を検出するソノブイ位置評定装置に関する。
の位置を検出するソノブイ位置評定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】水面下の音を探知して増幅し、無線信号
を発信する自動電波発信浮標（ソノブイ：SONOBOUY）
は、ソノブイからの無線信号を受信しただけではその位
置を評定できない。従って、例えば航空機等から目標位
置を評定するソノブイ位置評定装置を備えているものが
一般的である。
を発信する自動電波発信浮標（ソノブイ：SONOBOUY）
は、ソノブイからの無線信号を受信しただけではその位
置を評定できない。従って、例えば航空機等から目標位
置を評定するソノブイ位置評定装置を備えているものが
一般的である。
【０００３】図４，図５は、従来のソノブイ位置評定装
置の一例を説明するための図であり、図において、１０
０は航空機、２００はソノブイを示し、ソノブイ２００
には、ソノブイ信号を発信するソノブイ信号送信機１０
とそのアンテナ１１の他に、航空機１００から送信され
るソノブイ位置評定用信号を送受信するための受信機１
２，送信機１３，デユープレクサ１４，アンテナ１５を
別に備えており、例えばａ点で航空機１００からソノブ
イ位置評定用信号を送信し、この信号を受信したソノブ
イ２００は航空機１００に向けてこの信号を折り返し送
信し、航空機１００が再び受信することで、信号の送受
信時間から航空機１００−ソノブイ２００の間の距離Ａ
を算出する。同様にしてｂ点においても航空機１００−
ソノブイ２００の間の距離Ｂを算出する。ａ点とｂ点の
位置および高度は、航空機１００により予め判っている
ので、三角測量の原理により距離Ａと距離Ｂとを用い、
ソノブイ２００の位置を評定している。
置の一例を説明するための図であり、図において、１０
０は航空機、２００はソノブイを示し、ソノブイ２００
には、ソノブイ信号を発信するソノブイ信号送信機１０
とそのアンテナ１１の他に、航空機１００から送信され
るソノブイ位置評定用信号を送受信するための受信機１
２，送信機１３，デユープレクサ１４，アンテナ１５を
別に備えており、例えばａ点で航空機１００からソノブ
イ位置評定用信号を送信し、この信号を受信したソノブ
イ２００は航空機１００に向けてこの信号を折り返し送
信し、航空機１００が再び受信することで、信号の送受
信時間から航空機１００−ソノブイ２００の間の距離Ａ
を算出する。同様にしてｂ点においても航空機１００−
ソノブイ２００の間の距離Ｂを算出する。ａ点とｂ点の
位置および高度は、航空機１００により予め判っている
ので、三角測量の原理により距離Ａと距離Ｂとを用い、
ソノブイ２００の位置を評定している。
【０００４】但し、この図４，図５に示す評定装置で
は、ソノブイ信号を発信するための送信機の他に、ソノ
ブイ２００に測距用信号を送受信するための装置を備え
ておく必要があり、また、測距用信号のための別の周波
数が必要になる。
は、ソノブイ信号を発信するための送信機の他に、ソノ
ブイ２００に測距用信号を送受信するための装置を備え
ておく必要があり、また、測距用信号のための別の周波
数が必要になる。
【０００５】図６，図７は、従来のソノブイ位置評定装
置の他の一例を説明するための図であり、この装置は、
航空機１００にソノブイ信号を受信するためのアンテナ
１６，１７を位置を離して設け、２つのアンテナ１６，
１７で受信するソノブイ信号の位相差を検出して、航空
機１００の機体姿勢によりソノブイ信号の到来方向θを
検出する。そして、Ｐ（１）からＰ（Ｎ）のＮ箇所にお
けるソノブイ信号の到来方向θ（１）〜θ（Ｎ）と、各
地点における航空機１００の位置より、カルマンフィル
タ(Kalman filter) 等で構成した信号処理回路を用いて
複雑な演算処理によりソノブイの位置を算出する。上述
の（Ｎ）の値は、多ければ多いほど正確な位置が評定で
き、逆に２〜３箇所では算出は不可能である。従って同
時に多数のソノブイの位置を評定する場合、時間がかか
る。
置の他の一例を説明するための図であり、この装置は、
航空機１００にソノブイ信号を受信するためのアンテナ
１６，１７を位置を離して設け、２つのアンテナ１６，
１７で受信するソノブイ信号の位相差を検出して、航空
機１００の機体姿勢によりソノブイ信号の到来方向θを
検出する。そして、Ｐ（１）からＰ（Ｎ）のＮ箇所にお
けるソノブイ信号の到来方向θ（１）〜θ（Ｎ）と、各
地点における航空機１００の位置より、カルマンフィル
タ(Kalman filter) 等で構成した信号処理回路を用いて
複雑な演算処理によりソノブイの位置を算出する。上述
の（Ｎ）の値は、多ければ多いほど正確な位置が評定で
き、逆に２〜３箇所では算出は不可能である。従って同
時に多数のソノブイの位置を評定する場合、時間がかか
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のソ
ノブイ位置評定装置は、図４，図５で説明した装置では
装置規模が大きくなりソノブイの性格に合わず、且つ測
距用の別の周波数が必要になる。また、図６，図７で説
明した装置では機体の三次元の変化により翼やエンジン
等が邪魔をして複数のアンテナで同時に受信できない場
合がある。また機体や海面の反射によるマルチパスによ
り位相検出が不正確になる。また複雑な演算処理に時間
がかかるため迅速なブイ位置の評定ができない。さらに
これら従来の装置では、無線信号自体の送受信時間や位
相差を用いているため航空機から送信される電波の傍受
や干渉に対して弱い等の問題点があった。
ノブイ位置評定装置は、図４，図５で説明した装置では
装置規模が大きくなりソノブイの性格に合わず、且つ測
距用の別の周波数が必要になる。また、図６，図７で説
明した装置では機体の三次元の変化により翼やエンジン
等が邪魔をして複数のアンテナで同時に受信できない場
合がある。また機体や海面の反射によるマルチパスによ
り位相検出が不正確になる。また複雑な演算処理に時間
がかかるため迅速なブイ位置の評定ができない。さらに
これら従来の装置では、無線信号自体の送受信時間や位
相差を用いているため航空機から送信される電波の傍受
や干渉に対して弱い等の問題点があった。
【０００７】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、簡単な構成で安定して正確なブイ位
置の評定が迅速にできるソノブイ位置評定装置を提供す
ることを目的としている。
されたものであり、簡単な構成で安定して正確なブイ位
置の評定が迅速にできるソノブイ位置評定装置を提供す
ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるソノブイ
位置評定装置は、ソノブイ信号に時間情報を重畳し、ス
ペクトラム拡散方式により送信することとした。すなわ
ち、ソノブイにスペクトラム拡散手段と時計とを備え、
ソノブイ側ではソノブイ信号に時間情報を重畳した後、
予め定められた拡散符号によってスペクトラム拡散して
送信する。航空機側では送信されてきた信号を受信し、
送信用拡散符号と同じ符号で逆拡散して信号を再生し、
信号に重畳された時間情報から信号の送信時間を計測
し、ソノブイと航空機との間の距離を得、航空機の位置
および高度から三角測量の原理でソノブイの位置を評定
する。
位置評定装置は、ソノブイ信号に時間情報を重畳し、ス
ペクトラム拡散方式により送信することとした。すなわ
ち、ソノブイにスペクトラム拡散手段と時計とを備え、
ソノブイ側ではソノブイ信号に時間情報を重畳した後、
予め定められた拡散符号によってスペクトラム拡散して
送信する。航空機側では送信されてきた信号を受信し、
送信用拡散符号と同じ符号で逆拡散して信号を再生し、
信号に重畳された時間情報から信号の送信時間を計測
し、ソノブイと航空機との間の距離を得、航空機の位置
および高度から三角測量の原理でソノブイの位置を評定
する。
【０００９】
【作用】本発明においては、ソノブイ信号に重畳された
時間情報によりソノブイと航空機との間の距離を計測す
るので、航空機でソノブイ信号を受信できればブイの位
置を評定でき、飛行姿勢等に無関係に精度良く評定でき
る。また、評定に必要な情報が少なく、演算処理を簡略
化でき、迅速な処理が可能となると共に、同時に多数の
ソノブイの評定が容易となる。さらに、スペクトラム拡
散方式を用いているので、希望波に対しては、拡散信号
帯域幅とベースバンド信号帯域の比に比例する処理利得
が得られるが、妨害波についてはスペクトルが拡散さ
れ、その影響が低減されるので、耐干渉性，対傍受性に
優れ、マルチパスの影響を除去でき、安定した受信が可
能となる。
時間情報によりソノブイと航空機との間の距離を計測す
るので、航空機でソノブイ信号を受信できればブイの位
置を評定でき、飛行姿勢等に無関係に精度良く評定でき
る。また、評定に必要な情報が少なく、演算処理を簡略
化でき、迅速な処理が可能となると共に、同時に多数の
ソノブイの評定が容易となる。さらに、スペクトラム拡
散方式を用いているので、希望波に対しては、拡散信号
帯域幅とベースバンド信号帯域の比に比例する処理利得
が得られるが、妨害波についてはスペクトルが拡散さ
れ、その影響が低減されるので、耐干渉性，対傍受性に
優れ、マルチパスの影響を除去でき、安定した受信が可
能となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１，図２は、本発明のソノブイ位置評定装置の一
実施例を説明するための図であり、図において、３００
は本実施例におけるソノブイであり、ソノブイ信号発生
器１、時計２、信号加算器３、スペクトラム拡散装置
４、送信装置５、アンテナ６により構成される。
る。図１，図２は、本発明のソノブイ位置評定装置の一
実施例を説明するための図であり、図において、３００
は本実施例におけるソノブイであり、ソノブイ信号発生
器１、時計２、信号加算器３、スペクトラム拡散装置
４、送信装置５、アンテナ６により構成される。
【００１１】次に動作について説明する。例えばａ点に
おいて航空機１００がソノブイ３００から送信されたソ
ノブイ信号を受信した場合、航空機１００ではスペクト
ラム拡散装置４で拡散に用いたスペクトラム拡散符号と
同じ符号で逆拡散して元のソノイブイ信号に復調する。
そして、復調信号に重畳されたソノブイの時間情報と、
受信した時点の時間とを比較し、このソノブイ信号がソ
ノブイ３００を発信してから航空機１００に到達するま
での時間を検出し、この時間に光速ｃを乗算して距離Ａ
を得る。そして、ｂ点においても同様にして距離Ｂを
得、三角測量の原理によりソノブイ３００の位置を評定
する。
おいて航空機１００がソノブイ３００から送信されたソ
ノブイ信号を受信した場合、航空機１００ではスペクト
ラム拡散装置４で拡散に用いたスペクトラム拡散符号と
同じ符号で逆拡散して元のソノイブイ信号に復調する。
そして、復調信号に重畳されたソノブイの時間情報と、
受信した時点の時間とを比較し、このソノブイ信号がソ
ノブイ３００を発信してから航空機１００に到達するま
での時間を検出し、この時間に光速ｃを乗算して距離Ａ
を得る。そして、ｂ点においても同様にして距離Ｂを
得、三角測量の原理によりソノブイ３００の位置を評定
する。
【００１２】図３は、三角測量の原理を説明するための
図であり、ＸＹ座標上でａ点の座標を（０，０）、ｂ点
の座標を（Ｘｂ，０）、ソノブイＳの座標を（Ｘｓ，Ｙ
ｓ）とすると、式（１），式（２）により、ソノブイＳ
の座標を（Ｘｓ，Ｙｓ）を求めることができる。また、
図３に示すように更に別の点ｃでソノブイ信号を受信す
るまでの時間を検出すれば、航空機１００とソノブイ３
００の時計がズレていた場合でも、時間情報の補正を行
って正確なブイ位置の評定が可能となる。なお、本実施
例では説明を簡略化するため２次元のＸＹ座標で説明し
ているが、航空機１００は高度計を備えているので、こ
の高度情報をＺ座標系の情報として用い、ＸＹＺの三次
元座標でのブイ位置の評定が行えることは言うまでもな
い。また、本実施例では、ソノブイ位置評定装置として
説明しているが、同様な電波を発信する標的の位置の評
定装置に応用でき、さらに航空機でなくてもヘリコプタ
ーや船舶等からの評定が可能なことは言うまでもない。
図であり、ＸＹ座標上でａ点の座標を（０，０）、ｂ点
の座標を（Ｘｂ，０）、ソノブイＳの座標を（Ｘｓ，Ｙ
ｓ）とすると、式（１），式（２）により、ソノブイＳ
の座標を（Ｘｓ，Ｙｓ）を求めることができる。また、
図３に示すように更に別の点ｃでソノブイ信号を受信す
るまでの時間を検出すれば、航空機１００とソノブイ３
００の時計がズレていた場合でも、時間情報の補正を行
って正確なブイ位置の評定が可能となる。なお、本実施
例では説明を簡略化するため２次元のＸＹ座標で説明し
ているが、航空機１００は高度計を備えているので、こ
の高度情報をＺ座標系の情報として用い、ＸＹＺの三次
元座標でのブイ位置の評定が行えることは言うまでもな
い。また、本実施例では、ソノブイ位置評定装置として
説明しているが、同様な電波を発信する標的の位置の評
定装置に応用でき、さらに航空機でなくてもヘリコプタ
ーや船舶等からの評定が可能なことは言うまでもない。
【００１３】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、海上に浮
遊する多数のソノブイの位置を、航空機等からソノブイ
信号を受信しながら迅速かつ高精度に評定することがで
きるソノブイ位置評定装置が得られるという効果があ
る。
遊する多数のソノブイの位置を、航空機等からソノブイ
信号を受信しながら迅速かつ高精度に評定することがで
きるソノブイ位置評定装置が得られるという効果があ
る。
【図１】本発明におけるソノブイの構成の一実施例を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】本発明における測定動作を説明するための図で
ある。
ある。
【図３】三角測量の原理と計算式を説明するための図で
ある。
ある。
【図４】従来の装置の一例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す装置における測定動作を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図６】従来の装置の他の例における測定原理を説明す
るための図である。
るための図である。
【図７】図６に示す装置における測定動作を説明するた
めの図である。
めの図である。
１ ソノブイ信号発生器 ２ 時計 ３ 信号加算器 ４ スペクトラム拡散装置 ５ 送信装置 ６ アンテナ １００ 航空機 ３００ ソノブイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｊ 13/00
Claims (2)
- 【請求項１】 海上に浮遊するソノブイ（SONOBOUY）の
位置を航空機等から評定するソノブイ位置評定装置にお
いて、 ソノブイにスペクトラム拡散手段と時計とを備え、ソノ
ブイ側ではソノブイ信号に時間情報を重畳したあと予め
定められた拡散符号によってスペクトラム拡散して送信
する手段、 航空機側では送信されてきた信号を受信し、送信用拡散
符号と同じ符号で逆拡散して信号を再生し、信号に重畳
された時間情報からソノブイ信号の送信時間を計測し、
信号を受信した点におけるソノブイと航空機との間の距
離を測距する手段、 少なくとも２点以上でソノブイと航空機との間の距離を
測距し、これらの距離情報と上記２点以上の位置情報
（または位置情報と高度情報）を用いてソノブイの二次
元（または三次元）位置を演算により評定する手段、 を備えたことを特徴とするソノブイ位置評定装置。 - 【請求項２】 上記測距点を３点以上とし、演算により
上記時間情報の補正を行う手段を備えたことを特徴とす
る請求項第１項記載のソノブイ位置評定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6039251A JPH07229959A (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | ソノブイ位置評定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6039251A JPH07229959A (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | ソノブイ位置評定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07229959A true JPH07229959A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=12547926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6039251A Pending JPH07229959A (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | ソノブイ位置評定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07229959A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7379388B2 (en) | 2001-03-22 | 2008-05-27 | Nautronix (Holdings) Plc. | Positioning system |
| JP2012132858A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-12 | Toshiba Corp | 地上装置 |
| US10379218B1 (en) | 2016-04-19 | 2019-08-13 | Scientific Innovations, Inc. | Self-locating system and methods for multistatic active coherent sonar |
-
1994
- 1994-02-15 JP JP6039251A patent/JPH07229959A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7379388B2 (en) | 2001-03-22 | 2008-05-27 | Nautronix (Holdings) Plc. | Positioning system |
| US7382687B2 (en) | 2001-03-22 | 2008-06-03 | Nautronix (Holdings) Plc. | Underwater station |
| JP2012132858A (ja) * | 2010-12-24 | 2012-07-12 | Toshiba Corp | 地上装置 |
| US10379218B1 (en) | 2016-04-19 | 2019-08-13 | Scientific Innovations, Inc. | Self-locating system and methods for multistatic active coherent sonar |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2384383C (en) | Method and apparatus for determining the position of a mobile communication device using low accuracy clocks | |
| CN107003378B (zh) | 便携式电子装置和确定便携式电子装置的地理位置的方法 | |
| US20110038230A1 (en) | Underwater acoustic positioning system | |
| US5546087A (en) | Altimetry method | |
| JP6691096B2 (ja) | 欺瞞信号検出システム及び欺瞞信号検出方法 | |
| US5615175A (en) | Passive direction finding device | |
| US11474185B2 (en) | Method and apparatus for determining the direction of arrival of radio or acoustic signals, and for transmitting directional radio or acoustic signals | |
| JP7078464B2 (ja) | ナビゲーションシステム、ナビゲーション方法及び航空機 | |
| US7362655B1 (en) | Time-synchronous acoustic signal ranging system and method | |
| Dzikowicz et al. | Underwater acoustic navigation using a beacon with a spiral wave front | |
| US11397237B2 (en) | Aircraft acoustic position and orientation detection method and apparatus | |
| JPH0534447A (ja) | マルチスタテイツクレーダ方式 | |
| JP2000193741A (ja) | 目標追跡装置 | |
| JPH07229959A (ja) | ソノブイ位置評定装置 | |
| US11953580B2 (en) | Over the horizon radar (OTH) system and method | |
| US10073175B2 (en) | Method and sonar device for determining the speed of movement of a naval vehicle in relation to the sea bed | |
| GB2398872A (en) | Bistatic azimuth detection using position information on sound source and wave receiving equipment | |
| US20060083110A1 (en) | Ambient bistatic echo ranging system and method | |
| Lu et al. | Attitude determination using a multi‐antenna GPS system for hydrographic applications | |
| JP2000147099A (ja) | 瞬時パッシブ距離測定装置 | |
| JPH08114665A (ja) | ソノブイ位置検出方式 | |
| JPH08136650A (ja) | 音響測位装置 | |
| US3274599A (en) | Radio direction finder system | |
| Christensen | LBL NAV-an acoustic transponder navigation system | |
| US20220312363A1 (en) | System and method for detecting and locating a signal source |