JPH07294640A - 信号検出方式 - Google Patents
信号検出方式Info
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- JPH07294640A JPH07294640A JP6107703A JP10770394A JPH07294640A JP H07294640 A JPH07294640 A JP H07294640A JP 6107703 A JP6107703 A JP 6107703A JP 10770394 A JP10770394 A JP 10770394A JP H07294640 A JPH07294640 A JP H07294640A
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
標からの反響音の検出確率の向上を図る。 【構成】 N個の指向性パッシブソノブイ21〜2Nを備え
る。信号位置算出回路4は2次元座標平面上において音
源ソノブイ1と各パッシブソノブイとの位置関係と伝搬
時間から各パッシブソノブイ毎に目標存在域を算出す
る。累加回路5は各目標存在域毎に受信反響音レベルを
累加する。閾値処理回路6は各反響音累加レベルから閾
値レベルを越えるものを検出する。
Description
特に水中音響信号の反響音から目標信号を検出する信号
検出方式に関する。
出する信号検出方式としては、従来、例えば図8や図9
に示すものが知られている。図8において、音源ソノブ
イ1とパッシブソノブイ8は、共に航空機等から水中に
投下される。音源ソノブイ1は、設定されたタイミング
で水中に音波を放射すると同時に、その放射時刻を自己
の識別符号と共に無線送信する。また、パッシブソノブ
イ8は、水中の音波を受信し、その受信レベル(反響音
レベル)を自己の識別符号と共に無線送信する。当該音
源ソノブイ1とパッシブソノブイ8を投下した航空機等
では、それらの無線送信信号を受信し、各ソノブイの位
置を検出し、それを各ソノブイの送信内容と共に閾値処
理回路9に与える。閾値処理回路9では、パッシブソノ
ブイ8の受信反響音レベルと閾値とを比較し、閾値を越
える信号を目標信号として検出する。
10は、図8における音源ソノブイ1とパッシブソノブ
イ8を1つにしたもので、音波を放射し、目標からの反
響音を受信し、無線で機上に通知し、閾値処理回路9が
目標信号を検出する。
出方式では、例えば図8に示す方式では図10に示すよ
うに、音源ソノブイから放射された音波は、目標の反響
音としてパッシブソノブイに伝わる他、海底や海面で反
射する経路も通ってパッシブソノブイに伝わる。従っ
て、パッシブソノブイの受信反響音には両者が含まれる
ので、何れの音が目標からの反響音であるかの見極めが
困難であるという問題がある。これは、図9に示す方式
でも同様である。
検出を低減し、目標からの反響音の検出確率を向上でき
る信号検出方式を提供することにある。
め、本発明の信号検出方式は次の如き構成を有する。即
ち本発明の信号検出方式は、音波を放射する音源ソノブ
イと; 水中の音波を受信する複数のパッシブソノブイ
と; 前記音源ソノブイ及び各パッシブソノブイからの
無線信号を受けて伝搬時間を検出するとともに、各パッ
シブソノブイの受信した反響音のレベル及び水面に平行
な2次元座標平面上での各ソノブイ位置を検出する第1
回路と; 前記第1回路の出力を受けて前記各パッシブ
ソノブイが受信した反響音の音源である目標の存在域を
2次元座標平面上において算出する第2回路と; 前記
算出した2次元座標平面上の各目標存在域毎に前記複数
のパッシブソノブイの内の対応するものの反響音レベル
を累加する第3回路と;各反響音累加レベルを受けて閾
値レベルを越える反響音累加レベルを与える目標信号を
検出する第4回路と; を備えることを特徴とするもの
である。
指向性パッシブソノブイからなるときは、第2回路は、
指向性パッシブソノブイの3つの指向特性を利用して算
出した目標の存在方位と2次元座標平面上で算出した音
源ソノブイの位置から指向性パッシブソノブイの位置に
至る反響経路を一定とする軌跡との交点を検出すること
により目標の存在域を求める。
パッシブソノブイからなるときは、第2回路は、音源ソ
ノブイの位置を基準に各無指向性パッシブソノブイの位
置に至る反響経路を一定とする2次元座標平面上の各軌
跡の交点を検出し、所定範囲内に3個以上の交点を含む
区域を目標の存在域として検出する。なお、この場合の
第2回路は、複数のパッシブソノブイが、指向性パッシ
ブソノブイからなるときでも指向性パッシブソノブイの
3つの指向特性の中のOMNI指向特性のみを利用して
同様の処理をすることができる。
方式の作用を説明する。図1に示すように、音源ソノブ
イから放射される音波は、2次元座標平面上の様々な位
置(海面、海底等)で反射するが、反射の方向は区々と
しているので、ある位置で反射した音波はその反射の方
向に位置するパッシブソノブイにしか受信されず、その
他の位置に位置するパッシブソノブイには受信されな
い。
率で海底や海面での反射波を受信する(反響音レベル=
1とする)としても、1つの位置での反射波を受信する
パッシブソノブイはその反射方向に位置するもののみで
あるから、複数のパッシブソノブイについてその受信反
響音レベルを累加しても、その反響音累加レベルは1の
ままである。
おいて特定しており、かつ目標での反射波のうち水中を
伝搬するものは複数のパッシブソノブイに同じ確率で受
信される。従って、目標の反響音レベルを1とし、パッ
シブソノブイの個数をNとすれば、N個のパッシブソノ
ブイの受信反響音の累加レベルはNとなる。
る1つの位置からの反射音波を受ける所定数のパッシブ
ソノブイの受信レベルを累加すれば、目標からの反響音
と海面や海底からの反響音にレベル差が生じ、区別でき
ることになる。
反射音波を発生するそれぞれの位置(目標存在域)を所
定の方法で算出し、各目標存在域毎に反響音レベルを累
加したものについて閾値処理を実施し、目標信号を検出
するようにしてある。
反響音の検出を低減し、目標での反響音の検出確率を向
上できる。
する。図2は、本発明の一実施例に係る信号検出方式を
示す。図2において、音源ソノブイ1と指向性パッシブ
ソノブイ2は、共に航空機等から水中に投下される。一
方、受信器3と信号位置算出回路4と累加回路5と閾値
処理回路6は機上に搭載される。
で水中に音波をすると同時に、その放射時刻を自己の識
別符号と共に無線送信する。
のN本の指向性パッシブソノブイで構成され、それぞれ
水中の音波を受信し、その受信レベル(反響音レベル)
を自己の識別符号と共に無線送信する。これらは、音源
ソノブイ1を中心とした円周上に適宜間隔で配置しても
良いが、原理的に音源ソノブイ1の位置とは無関係に水
中の任意の位置に配置して良い。
1 〜同2N は、図3(a)に示す全方向に一様な指向性
(無指向性)を有するOMNIハイドロホンと、図3
(b)に示す南北(NS)方向に8の字形指向性の最大
感度軸を有するNSハイドロホンと、図3(c)に示す
東西(EW)方向に8の字形指向性の最大感度軸を有す
るEWハイドロホンとの3つの異なる指向性のハイドロ
ホンで構成される。
シブソノブイ2の無線送信信号から音源ソノブイ1を基
準とした各指向性パッシブソノブイまでの伝搬時間を検
出するとともに、水面に平行な2次元座標平面上におけ
る各ソノブイの位置及び各指向性パッシブソノブイの受
信反響音レベルを検出し、それらを信号位置算出回路4
に与える。
が検出した全ての信号が入力するように示してあるが、
具体的には図4に示すように構成され、N本の指向性パ
ッシブソノブイのそれぞれについて個別に、受信した反
響音の音源である目標の存在域を2次元の座標平面上に
おいて算出することを行い、算出した目標存在域と対応
する反響音レベルとを累加回路5に与える。
MNI、NS、EWの各反響音の周波数分析を行い、音
源ソノブイの放射音波の周波数近傍で最大振幅を示す周
波数成分の振幅と位相を算出し、OMNI成分の位相と
NS成分の位相とEW成分の位相とを象限判定回路42
に与え、NS成分の振幅とEW成分の振幅とを方位計算
回路43 に与える。
ら反響音の音源である目標の存在象限を判定し、象限信
号Qを方位計算回路43 に与える。具体的には、NSま
たはEWの位相がOMNIの位相と同相か逆相かの相関
を取り、(ア)NS、EW共にOMNIと同相の場合は
第1象限としてQ=0°を出力し、(イ)NSはOMN
Iと逆相で、EWはOMNIと同相の場合は第2象限と
してQ=90°を出力し、(ウ)NS、EW共にOMN
Iと逆相の場合は第3象限としてQ=180°を出力
し、(エ)NSはOMNIと同相で、EWはOMNIと
逆相の場合は第4象限としてQ=270°を出力する。
とする2次元座標平面上において、NSとEWの各振幅
と象限信号Qを数式1に適用して目標の存在方位Bを算
出し、目標位置計算回路44 に与える。
S成分の振幅)]
と指向性パッシブソノブイ(21 〜2N のうちの1つ)
の2次元平面座標上における位置座標(ブイ位置)及び
伝搬時間に基づき図5に示す方式でその指向性パッシブ
ソノブイによる目標存在域を算出し、それとOMNI成
分の反響音レベルとを累加回路5へ出力する。
いてのものである。算出動作は、端的に言えば次のよう
になる。音源ソノブイ1の位置から指向性パッシブソノ
ブイ21 の位置に至る反響経路501を一定とする2次
元座標平面上の軌跡(楕円で示してある)と目標の存在
方位Bとの交点を含む所定範囲(B±Δ)を目標存在域
502として算出する。なお、Δは算出方位の精度であ
る。
する信号が目標Aの反響音であるとすれば、音源ソノブ
イ1から目標Aに音波が伝搬する時間T1と、目標Aか
ら指向性パッシブソノブイ21 に目標Aの反響音が伝搬
する時間T2との和が一定となる点の軌跡が目標Aの存
在する領域であるので、目標位置計算回路44 では、2
次元座標平面上において(T1+T2)が一定となる点
の軌跡を計算し、その軌跡と目標方位Bとの交点を中心
とした範囲(B±Δ)を目標の存在域502として算出
する。
源ソノブイ1と指向性パッシブソノブイ21 の2次元平
面上の位置座標を用いて両者間の距離L1を算出する。
次に、受信器3において検出した伝搬時間は前記(T1
+T2)であるから、この伝搬時間に水中での音速Cを
掛けて反響経路501の距離を求める。そして、2定点
からの距離の和が一定となる点の軌跡は楕円となるが、
音源ソノブイ1の位置と指向性パッシブソノブイ21 の
位置を結ぶ直線を長軸とする軌跡を算出する。これが目
標の存在し得る点の軌跡である。次いで、こうして算出
した点の軌跡と目標方位の範囲[(B+Δ)度〜(B−
Δ)度]の交差する部分502を目標存在域として算出
する。
本の指向性パッシブソノブイのそれぞれについて目標存
在域を算出する処理をし、それぞれの目標存在域と反響
音レベルとが累加回路5に与えられる。前述したよう
に、目標存在域は、海面や海底での反射位置も含めたも
のであるが、海面や海底での反射位置の方位は区々とし
一定しないが、真の目標位置は一定した方位に存する。
響音レベルを累加すれば、反響音累加レベルは目標存在
域に応じたレベルのものとなる。具体的には、累加回路
5では、2次元座標平面上において目標存在域が示す位
置座標に反響音累加レベルを設定する。
た2次元座標平面をスキャンし、予め設定した閾値レベ
ルを越える反響音累加レベルの位置座標を抽出し、その
反響音累加レベルを真の目標の反響音レベルとした目標
信号を出力する。
信号検出方式を示す。本第2実施例では、第1実施例に
おける指向性パッシブソノブイ2を無指向性パッシブソ
ノブイ7に、信号位置算出回路4を信号位置FIX回路
8に、それぞれ変更したものである。
N のN本の無指向性パッシブソノブイで構成され、それ
ぞれ水中の音波を受信し、その受信レベルを自己の識別
符号と共に無線送信する。
各ソノブイの2次元座標平面上の位置座標(ブイ位
置)、伝搬時間、各無指向性パッシブソノブイの受信反
響音レベルを受けて、第1実施例とほぼ同様の考えに基
づく図7に示す方式で、目標の存在域を2次元座標平面
上で算出し、それを対応する反響音レベルと共に累加回
路5に与える。
る。図7において、音源ソノブイ1の位置を基準に71
〜7N の無指向性パッシブソノブイそれぞれの位置に至
る反響経路を一定とする2次元座標平面上の各軌跡の交
点●を検出し、任意数の交点の重心を中心とする所定半
径の目標存在円のうち3個以上の交点を含む目標存在円
503を目標の存在域として検出する。
の無指向性パッシブソノブイそれぞれとの間の距離(L
1〜LN)を算出し、それぞれの反響経路を前述した方
法で算出し、反響経路を一定とするN個の軌跡を算出す
る。前述したようにこの軌跡は目標が存在し得る点の軌
跡であり、音源ソノブイ1の位置と各無指向性パッシブ
ソノブイの位置を結ぶ直線を長軸とする楕円である。
個の軌跡それぞれについて算出し、任意数の交点を1組
としてその組の重心をそれぞれ計算し、その重心を中心
に予め設定した半径の目標存在円をそれぞれ計算し、こ
れらの目標存在円のうちで3個以上の交点を含む目標存
在円503を目標存在域として検出し、検出した各目標
存在域と対応する反響音レベルをそれぞれ累加回路5へ
出力する。図示例で言えば、目標存在域503と無指向
性パッシブソノブイ(71 、72 、7N )の受信反響音
レベルとを関連付けて累加回路5に与える。
真の目標からの反響音レベルが得られる。なお、複数の
パッシブソノブイが、第1実施例と同様に指向性パッシ
ブソノブイからなるときでも指向性パッシブソノブイの
3つの指向特性の中のOMNI指向特性のみを利用して
この第2実施例と同様の処理をしても良い。
方式では、複数のパッシブソノブイを備え、各パッシブ
ソノブイが受信した反響音の音源(海面、海底を含む)
である目標の存在域を2次元座標平面上で算出し、各目
標存在域毎の反響音レベルを累加し、反響音累加レベル
と閾値レベルとの大小比較を行うようにしたので、受信
反響音が真の目標のものか海面や海底で反射したものか
を区別でき、海面や海底での反響音の検出を低減し、真
の目標の反響音の検出確率を向上させる効果がある。
搬経路断面図である。
ロック図である。
の指向特性を示し、(a)はOMNI指向性、(b)は
NS指向性、(c)はEW指向性である。
である。
ブロック図である。
搬経路断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 音波を放射する音源ソノブイと; 水中
の音波を受信する複数のパッシブソノブイと; 前記音
源ソノブイ及び各パッシブソノブイからの無線信号を受
けて伝搬時間を検出するとともに、各パッシブソノブイ
の受信した反響音のレベル及び水面に平行な2次元座標
平面上での各ソノブイ位置を検出する第1回路と; 前
記第1回路の出力を受けて前記各パッシブソノブイが受
信した反響音の音源である目標の存在域を2次元座標平
面上において算出する第2回路と; 前記算出した2次
元座標平面上の各目標存在域毎に前記複数のパッシブソ
ノブイの内の対応するものの反響音レベルを累加する第
3回路と; 各反響音累加レベルを受けて閾値レベルを
越える反響音累加レベルを与える目標信号を検出する第
4回路と; を備えることを特徴とする信号検出方式。 - 【請求項2】 複数のパッシブソノブイは、指向性パッ
シブソノブイからなり; 第2回路は、指向性パッシブ
ソノブイの3つの指向特性を利用して算出した目標の存
在方位と2次元座標平面上で算出した音源ソノブイの位
置から指向性パッシブソノブイの位置に至る反響経路を
一定とする軌跡との交点を検出することにより目標の存
在域を求める; ことを特徴とする請求項1に記載の信
号検出方式。 - 【請求項3】 複数のパッシブソノブイは、無指向性パ
ッシブソノブイからなり; 第2回路は、音源ソノブイ
の位置を基準に各無指向性パッシブソノブイの位置に至
る反響経路を一定とする2次元座標平面上の各軌跡の交
点を検出し、所定範囲内に3個以上の交点を含む区域を
目標の存在域として検出する; ことを特徴とする請求
項1に記載の信号検出方式。 - 【請求項4】 複数のパッシブソノブイは、指向性パッ
シブソノブイからなり; 第2回路は、指向性パッシブ
ソノブイの3つの指向特性の中のOMNI指向特性のみ
を利用して請求項3に記載の第2回路と同様の処理をす
る; ことを特徴とする請求項1に記載の信号検出方
式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6107703A JP2861803B2 (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 信号検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6107703A JP2861803B2 (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 信号検出方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07294640A true JPH07294640A (ja) | 1995-11-10 |
JP2861803B2 JP2861803B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=14465809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6107703A Expired - Fee Related JP2861803B2 (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 信号検出方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2861803B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002168937A (ja) * | 2000-12-05 | 2002-06-14 | Nec Corp | 水中目標物位置検出装置及び方法 |
JP2011112370A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Nec Corp | 信号源探索方法及び信号源探索システム |
JP2018146354A (ja) * | 2017-03-03 | 2018-09-20 | 日本電気株式会社 | ソーナー画像処理装置、ソーナー画像処理方法およびソーナー画像処理プログラム |
CN115166677A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-10-11 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种基于区域优先的雷达目标点迹智能提取方法 |
CN116299381A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-06-23 | 中国海洋大学 | 叠加海底山杂波耦合效应的深海混响快速预报方法及系统 |
-
1994
- 1994-04-22 JP JP6107703A patent/JP2861803B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002168937A (ja) * | 2000-12-05 | 2002-06-14 | Nec Corp | 水中目標物位置検出装置及び方法 |
JP2011112370A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Nec Corp | 信号源探索方法及び信号源探索システム |
JP2018146354A (ja) * | 2017-03-03 | 2018-09-20 | 日本電気株式会社 | ソーナー画像処理装置、ソーナー画像処理方法およびソーナー画像処理プログラム |
CN115166677A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-10-11 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种基于区域优先的雷达目标点迹智能提取方法 |
CN116299381A (zh) * | 2023-05-19 | 2023-06-23 | 中国海洋大学 | 叠加海底山杂波耦合效应的深海混响快速预报方法及系统 |
CN116299381B (zh) * | 2023-05-19 | 2023-08-15 | 中国海洋大学 | 叠加海底山杂波耦合效应的深海混响快速预报方法及系统 |
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---|---|
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