JPH073464B2 - 無索無人機用測位システム - Google Patents
無索無人機用測位システムInfo
- Publication number
- JPH073464B2 JPH073464B2 JP20460389A JP20460389A JPH073464B2 JP H073464 B2 JPH073464 B2 JP H073464B2 JP 20460389 A JP20460389 A JP 20460389A JP 20460389 A JP20460389 A JP 20460389A JP H073464 B2 JPH073464 B2 JP H073464B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unmanned
- acoustic signal
- positioning system
- navigation system
- sound source
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は無索無人機用測位システムに関する。更に詳し
くは、広域の海洋空間を活動する無索無人機に遠方まで
音響信号が伝播する層を利用し、予め決められた複数
（３個以上）の地点より指定時間に音響信号を送り音響
信号が無索無人機に到達するのに要した時間より音源か
らの距離を求め無索無人機の位置を修正する無索無人機
用測位システムに関するものである。
くは、広域の海洋空間を活動する無索無人機に遠方まで
音響信号が伝播する層を利用し、予め決められた複数
（３個以上）の地点より指定時間に音響信号を送り音響
信号が無索無人機に到達するのに要した時間より音源か
らの距離を求め無索無人機の位置を修正する無索無人機
用測位システムに関するものである。
無索無人機は、一般に、行動能力が高く、広域の海底探
査に適している。しかし、広域の海底空間で自己の位置
を精度良く測定することが難しいと云う問題がある。
査に適している。しかし、広域の海底空間で自己の位置
を精度良く測定することが難しいと云う問題がある。
無索無人機の航法システムとしては、INS（慣性航法シ
ステム）、或いはDNS（ドップラ航法システム）などが
考えられるが、広域の海底探査にあっては時間とともに
増大する累積誤差が問題となる。この累積誤差を取り除
くために、絶対位置の計測が不可欠である。
ステム）、或いはDNS（ドップラ航法システム）などが
考えられるが、広域の海底探査にあっては時間とともに
増大する累積誤差が問題となる。この累積誤差を取り除
くために、絶対位置の計測が不可欠である。
他方、GPS（全世界測位システム）は、高精度の絶対位
置を与えるが、電磁波は水中を透過しない。したがっ
て、GPSを利用して無索無人機の絶対位置を計測する場
合は、海底付近で行っている海底探査を中断して海面ま
で浮上しなければならないので、時間的に無駄が多く、
浅海底を除いて有効な測位手段とは言い難い。
置を与えるが、電磁波は水中を透過しない。したがっ
て、GPSを利用して無索無人機の絶対位置を計測する場
合は、海底付近で行っている海底探査を中断して海面ま
で浮上しなければならないので、時間的に無駄が多く、
浅海底を除いて有効な測位手段とは言い難い。
ところで、日本周辺では、深度約1000m付近に音響信号
が遠くまで伝播するソファー・チャンネル（SOFAR CHAN
NEL）と呼ばれる層が存在する（赤道付近では、ソファ
ー・チャンネルの深度は4000ft（約1200m）、緯度が上
がるにともなって深度も浅くなり、極点付近では、水面
付近となる。日本周辺では、深度約1000m付近にソファ
ー・チャンネルが存在すると考えられる）。
が遠くまで伝播するソファー・チャンネル（SOFAR CHAN
NEL）と呼ばれる層が存在する（赤道付近では、ソファ
ー・チャンネルの深度は4000ft（約1200m）、緯度が上
がるにともなって深度も浅くなり、極点付近では、水面
付近となる。日本周辺では、深度約1000m付近にソファ
ー・チャンネルが存在すると考えられる）。
本発明は、上記のソファー・チャンネルを利用し、わざ
わざ、水面まで浮上しなくとも無索無人機の絶対位置を
高精度で測位可能な無索無人機用測位システムを提供す
るものである。
わざ、水面まで浮上しなくとも無索無人機の絶対位置を
高精度で測位可能な無索無人機用測位システムを提供す
るものである。
すなわち、本発明の無索無人機用測位システムは、少な
くとも３箇所の指定海域に投下した発音源を音響信号が
遠方まで伝播する層まで沈降させると共に、無索無人機
を前記液層まで浮上させ、しかる後に、前記発音源を指
定時間に同時に爆破させ、その音響信号の到達時間から
自己の水平位置を測定し、その測位データにより自己の
水平位置の誤差を修正することを特徴とするものであ
る。
くとも３箇所の指定海域に投下した発音源を音響信号が
遠方まで伝播する層まで沈降させると共に、無索無人機
を前記液層まで浮上させ、しかる後に、前記発音源を指
定時間に同時に爆破させ、その音響信号の到達時間から
自己の水平位置を測定し、その測位データにより自己の
水平位置の誤差を修正することを特徴とするものであ
る。
ここで、音響信号が遠方まで伝播する層とは、所謂ソフ
ァー・チャンネル（SOFAR CHANNEL）のことを言う。赤
道付近では、深度約1200m付近に存在する。緯度が上が
るにともなって深度も浅くなり、極点付近では、水面付
近となる。日本周辺では、深度約1000m付近に存在す
る。
ァー・チャンネル（SOFAR CHANNEL）のことを言う。赤
道付近では、深度約1200m付近に存在する。緯度が上が
るにともなって深度も浅くなり、極点付近では、水面付
近となる。日本周辺では、深度約1000m付近に存在す
る。
また、無索無人機は、INS（慣性航法システム）によっ
て自己の位置を認識させることが望ましいが、DNS（ド
ップラー航法システム）によって自己の位置を認識させ
てもよい。
て自己の位置を認識させることが望ましいが、DNS（ド
ップラー航法システム）によって自己の位置を認識させ
てもよい。
以下、図面により本発明の実施例について説明する。
第３図において、１は無索無人潜水機であり、INS（慣
性航法システム）２によって自己の位置を認識するよう
になっている。また、この無人潜水機１は、水中マイク
ロフォン３を含む位置修正システム４を有し、INS（慣
性航法システム）２による累積誤差を取り除くようにな
っている。また、この無人潜水機１は、海底鉱物探査用
の探査器５、深度計６、推進機７、水平舵８及び垂直舵
９を有している。
性航法システム）２によって自己の位置を認識するよう
になっている。また、この無人潜水機１は、水中マイク
ロフォン３を含む位置修正システム４を有し、INS（慣
性航法システム）２による累積誤差を取り除くようにな
っている。また、この無人潜水機１は、海底鉱物探査用
の探査器５、深度計６、推進機７、水平舵８及び垂直舵
９を有している。
第１図に示すように、この無人潜水機１は、通常、一点
破線で示すように、海底付近を潜水しながら探査器５に
よる海底探査を行っている。
破線で示すように、海底付近を潜水しながら探査器５に
よる海底探査を行っている。
この無人潜水機１は、INS（慣性航法システム）２によ
って自己の位置を認識しているが、加速度或いは速度を
積分して位置を求めているために、時間とともに累積誤
差が問題となる。
って自己の位置を認識しているが、加速度或いは速度を
積分して位置を求めているために、時間とともに累積誤
差が問題となる。
従って、時々、絶対位置を測定し、累積誤差を取り除く
必要がある。
必要がある。
次に、INS（慣性航法システム）による累積誤差の修正
について説明する。
について説明する。
（１） 計測時間がきたら無人潜水機１は、海底探査を
中断したあと、実線で示すように（第１図参照）、ソフ
ァー・チャンネル深度（約1000m）まで浮上し、動力系
を停止して音響信号の到来を持つ。
中断したあと、実線で示すように（第１図参照）、ソフ
ァー・チャンネル深度（約1000m）まで浮上し、動力系
を停止して音響信号の到来を持つ。
（２） 他方、第１図及び第２図に示すように、決めら
れた時間の少し前に指定海域A,B,Cに航空機10A,10B,10C
から発音源11A,11B,11Cを投下する。
れた時間の少し前に指定海域A,B,Cに航空機10A,10B,10C
から発音源11A,11B,11Cを投下する。
第２図中、12は北海道、13は本州、14はユーラシア大
陸、15は日本海であり、斜線の部分は深部2000m以上の
海域を示す。
陸、15は日本海であり、斜線の部分は深部2000m以上の
海域を示す。
（３） 各発音源11A,11B,11Cは、重錘の水中重量によ
りソファー・チャンネル深度まで降下する（潮流などに
よる漂流量はあらかじめ計測し補正しておく）。
りソファー・チャンネル深度まで降下する（潮流などに
よる漂流量はあらかじめ計測し補正しておく）。
（４） 指定深度に到達したら各発音源11A,11B,11C
は、重錘（図示せず）を切り離して中正浮力状態とな
り、ソファー・チャンネル内にとどまる。
は、重錘（図示せず）を切り離して中正浮力状態とな
り、ソファー・チャンネル内にとどまる。
（５） 指定時間になったら各発音源11A,11B,11Cは爆
発し、音響信号を送る。
発し、音響信号を送る。
（６） 無人潜水機１は、高精度の時計（図示せず）を
有しており、位置修正システム４により位置修正を行う
（第４図参照）。すなわち、 （6-1）第１ステップとして、水中マイクロフォン３が
受信した音響信号の時間により発音源11A,11B,11Cから
無人潜水機１に伝播するに要した時間T1,T2,T3を求め、
これから無人潜水機１から発音源11A,11B,11Cまでの距
離R1,R2,R3を求める。
有しており、位置修正システム４により位置修正を行う
（第４図参照）。すなわち、 （6-1）第１ステップとして、水中マイクロフォン３が
受信した音響信号の時間により発音源11A,11B,11Cから
無人潜水機１に伝播するに要した時間T1,T2,T3を求め、
これから無人潜水機１から発音源11A,11B,11Cまでの距
離R1,R2,R3を求める。
（6-2）第２ステップとして、上記の距離情報R1,R2,R3
により自己の位置を推定する。
により自己の位置を推定する。
すなわち、どの音波がどの音源からでたか、そのままで
は、特定できないので、すべての組み合わせについて位
置を推定する。
は、特定できないので、すべての組み合わせについて位
置を推定する。
（6-3）第３ステップとして、距離データR1,R2,R3と推
定位置の整合性を考慮し、INS（慣性航法システム）に
よる予想位置を比較し、最も確からしい位置の特定を行
う。これよりINS（慣性航法システム）による予想位置
の誤差を求める。
定位置の整合性を考慮し、INS（慣性航法システム）に
よる予想位置を比較し、最も確からしい位置の特定を行
う。これよりINS（慣性航法システム）による予想位置
の誤差を求める。
（6-4）第４ステップとして、位置誤差よりINS（慣性航
法システム）のデータ修正量（位置、速度、加速度計の
ドリフト量）を求める。
法システム）のデータ修正量（位置、速度、加速度計の
ドリフト量）を求める。
（6-5）次いで、この修正量によりINS（慣性航法システ
ム）の累積誤差を修正する。
ム）の累積誤差を修正する。
（７） 以上の如く、INS（慣性航法システム）の累積
誤差の修正を完了したら無人潜水機１は、再度、海底に
潜行し、海底探査を続行する。
誤差の修正を完了したら無人潜水機１は、再度、海底に
潜行し、海底探査を続行する。
上記のように、本発明は、少なくとも３箇所の指定海域
に投下した発音源を音響信号が遠方まで伝播する層まで
沈降させると共に、無索無人機を前記液層まで浮上さ
せ、しかる後に、前記発音源を指定時間に同時に爆破さ
せ、その音響信号の到達時間から自己の水平位置を測定
し、その測位データにより自己の水平位置の誤差を修正
するから、自己の位置の修正に際して、わざわざ、水面
まで浮上しなくともよく、時間的なロスが従来に比べて
格段に向上するようになる。
に投下した発音源を音響信号が遠方まで伝播する層まで
沈降させると共に、無索無人機を前記液層まで浮上さ
せ、しかる後に、前記発音源を指定時間に同時に爆破さ
せ、その音響信号の到達時間から自己の水平位置を測定
し、その測位データにより自己の水平位置の誤差を修正
するから、自己の位置の修正に際して、わざわざ、水面
まで浮上しなくともよく、時間的なロスが従来に比べて
格段に向上するようになる。
第１図及び第２図は本発明にかかる無索無人機用測位シ
ステムの説明図、第３図は無人潜水機の斜視図、第４図
は位置修正システムの概略図である。 A,B,C……指定海域、１……無人潜水機、11A,11B,11C…
…発音源。
ステムの説明図、第３図は無人潜水機の斜視図、第４図
は位置修正システムの概略図である。 A,B,C……指定海域、１……無人潜水機、11A,11B,11C…
…発音源。
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも３箇所の指定海域に投下した発
音源を音響信号が遠方まで伝播する層まで沈降させると
共に、無索無人機を前記液層まで浮上させ、しかる後
に、前記発音源を指定時間に同時に爆破させ、その音響
信号の到達時間から自己の水平位置を測定し、その測位
データにより自己の水平位置の誤差を修正することを特
徴とする無索無人機用測位システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20460389A JPH073464B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | 無索無人機用測位システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20460389A JPH073464B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | 無索無人機用測位システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0368885A JPH0368885A (ja) | 1991-03-25 |
| JPH073464B2 true JPH073464B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=16493195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20460389A Expired - Lifetime JPH073464B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | 無索無人機用測位システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073464B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019527364A (ja) * | 2016-06-09 | 2019-09-26 | サブマリン・オープン・テクノロジーズ | 水中装置を測位する装置及び方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5621270B2 (ja) * | 2010-02-09 | 2014-11-12 | 株式会社Ihi | 水中航走体の位置較正方法 |
-
1989
- 1989-08-09 JP JP20460389A patent/JPH073464B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＯＣＥＡＮＩＮＤＵＳＴＲＹ，Ｍａｙ１９８６Ｐ．３０−３４ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019527364A (ja) * | 2016-06-09 | 2019-09-26 | サブマリン・オープン・テクノロジーズ | 水中装置を測位する装置及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0368885A (ja) | 1991-03-25 |
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