JPH0820506B2 - 海洋音響トモグラフィーデータ伝送装置 - Google Patents
海洋音響トモグラフィーデータ伝送装置Info
- Publication number
- JPH0820506B2 JPH0820506B2 JP61213293A JP21329386A JPH0820506B2 JP H0820506 B2 JPH0820506 B2 JP H0820506B2 JP 61213293 A JP61213293 A JP 61213293A JP 21329386 A JP21329386 A JP 21329386A JP H0820506 B2 JPH0820506 B2 JP H0820506B2
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- JP
- Japan
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- transmitter
- buoy
- wave
- sea
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/22—Transmitting seismic signals to recording or processing apparatus
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、海洋音響トモグラフィデータ伝送装置に関
するものであり、更に具体的には、広域の海洋音響トモ
グラフィシステムにより得られたデータを適宜、係留中
継器および人工衛星を経由して地上に伝送する海洋音響
トモグラフィデータ伝送装置に関する。
するものであり、更に具体的には、広域の海洋音響トモ
グラフィシステムにより得られたデータを適宜、係留中
継器および人工衛星を経由して地上に伝送する海洋音響
トモグラフィデータ伝送装置に関する。
海中を伝搬する音波は海洋の物理的性質の情報をその
中に含んでいる。海洋の物理的性質が音響信号に対して
どのような影響を与えるのかが明確に理解できれば、逆
に音響信号から海洋の情報を引き出すことができる。こ
のように、海洋音響トモグラフィの原理は、海洋の物理
的性質の情報が海中を伝搬する音場の構造に含まれてい
ると云う簡単な事実に基づいている。海中の音速は、水
温，塩分，密度（圧力）に強く依存しているので音波の
伝搬時間には，これらの物理的パラメータの状態が反映
されている。従って、伝搬時間から逆解法又は逆演算に
より海洋の物理的パラメータの状態（海洋構造）を推定
することができる。
中に含んでいる。海洋の物理的性質が音響信号に対して
どのような影響を与えるのかが明確に理解できれば、逆
に音響信号から海洋の情報を引き出すことができる。こ
のように、海洋音響トモグラフィの原理は、海洋の物理
的性質の情報が海中を伝搬する音場の構造に含まれてい
ると云う簡単な事実に基づいている。海中の音速は、水
温，塩分，密度（圧力）に強く依存しているので音波の
伝搬時間には，これらの物理的パラメータの状態が反映
されている。従って、伝搬時間から逆解法又は逆演算に
より海洋の物理的パラメータの状態（海洋構造）を推定
することができる。
海中の音速は、温度，塩分，圧力に関係する。例え
ば、Acoustical Oceanography Principle ＆ Applicati
ons,Clarence S.clay ＆ Herman Medium,1972によれ
ば、音速Ｃ（m/s）は次の式に依存している。
ば、Acoustical Oceanography Principle ＆ Applicati
ons,Clarence S.clay ＆ Herman Medium,1972によれ
ば、音速Ｃ（m/s）は次の式に依存している。
Ｃ＝1449.2＋4.6T−0.055T2＋0.00029T3 ＋（1.34−0.01T）（Ｓ−35）×1.58×10-6Pa ただし、 T:水温（℃） S:塩分（％） Pa:ゲージ圧（N/m2） また、他の刊行物（音響工学概論改訂新版，日刊工業
新聞社発行）によれば、 Ｃ＝1410＋4.21t−0.037t2＋1100S＋0.018d ただし、 t:水温（℃） S:塩分（1kgの海水中に含まれる塩のkg数） d:水深（ｍ） MunkとWunschは、音波伝搬を利用して海洋音響トモグ
ラフィを提案した。これは、第１図に示すように、海洋
に配置した観測点間でＴを音源,Rを受波器として、伝送
された音響パルスの伝搬時間を測定すれば、海洋中の数
百kmの空間的広がりをもつ中規模変動を推定することが
できる。即ち、海洋空間のフロント（frontal system）
100,渦（eddy）200等の海洋現象を推定できる。海水中
の音速鉛直分布は、ある深度で音速極小層を有する。即
ち、塩分濃度はある海域内では一定と考えてよいので、
温度，圧力のみを考慮すればよい。圧力が一定であれば
温度が高いほど音速は大きい。温度が一定であれば圧力
が高いほど音速は大きい。海水の温度は表層から下層へ
向って低下し、一方圧力は増加する。中緯度地方では音
速極小層は1000m付近にある。音波は、速度の小さい方
へ屈折しながら伝搬するので、音波はこの音速極小層を
中心に伝搬することになる。第２図は、音速鉛直分布
と、距離300kmの送受波器間に伝搬する音波の経路シミ
ュレーション例を示す。深度4000m以上の海域では海
底，海面に反射することなく遠距離まで安定に音波を伝
搬させることができる。
新聞社発行）によれば、 Ｃ＝1410＋4.21t−0.037t2＋1100S＋0.018d ただし、 t:水温（℃） S:塩分（1kgの海水中に含まれる塩のkg数） d:水深（ｍ） MunkとWunschは、音波伝搬を利用して海洋音響トモグ
ラフィを提案した。これは、第１図に示すように、海洋
に配置した観測点間でＴを音源,Rを受波器として、伝送
された音響パルスの伝搬時間を測定すれば、海洋中の数
百kmの空間的広がりをもつ中規模変動を推定することが
できる。即ち、海洋空間のフロント（frontal system）
100,渦（eddy）200等の海洋現象を推定できる。海水中
の音速鉛直分布は、ある深度で音速極小層を有する。即
ち、塩分濃度はある海域内では一定と考えてよいので、
温度，圧力のみを考慮すればよい。圧力が一定であれば
温度が高いほど音速は大きい。温度が一定であれば圧力
が高いほど音速は大きい。海水の温度は表層から下層へ
向って低下し、一方圧力は増加する。中緯度地方では音
速極小層は1000m付近にある。音波は、速度の小さい方
へ屈折しながら伝搬するので、音波はこの音速極小層を
中心に伝搬することになる。第２図は、音速鉛直分布
と、距離300kmの送受波器間に伝搬する音波の経路シミ
ュレーション例を示す。深度4000m以上の海域では海
底，海面に反射することなく遠距離まで安定に音波を伝
搬させることができる。
第３図（ａ），（ｂ）は、距離100kmの送受波器間に
伝搬する音波パルスの伝搬損失−伝搬時間特性、及び音
波の伝搬経路シミュレーション例を示す。この例は周波
数220Hz,音源深度1.35km,受信機の深度1.75kmの時の特
性を示す。
伝搬する音波パルスの伝搬損失−伝搬時間特性、及び音
波の伝搬経路シミュレーション例を示す。この例は周波
数220Hz,音源深度1.35km,受信機の深度1.75kmの時の特
性を示す。
実海域実験が1981年に北大西洋南部において行なわれ
た。この実験時には300km四方海域の等音速線が得られ
ているが、この実験において配置した送波器（音源）と
受波器の設置概要を簡略化して第４図に示す。この場
合、送波器は200〜400Hzの周波数のパルス信号を使用
し、データは受波器に収録（記録）されているので、回
収された後解析される。このように、受波器を切り離し
て海上で回収してデータを取得するような手間，操作が
必要であり、また送波器，受波器の設置期間中はデータ
が入手できないので機器の作動状況（故障も含めて）が
全くわからないし、更に海流の方向や温度等のパラメー
タを全く知り得ない状況にある。
た。この実験時には300km四方海域の等音速線が得られ
ているが、この実験において配置した送波器（音源）と
受波器の設置概要を簡略化して第４図に示す。この場
合、送波器は200〜400Hzの周波数のパルス信号を使用
し、データは受波器に収録（記録）されているので、回
収された後解析される。このように、受波器を切り離し
て海上で回収してデータを取得するような手間，操作が
必要であり、また送波器，受波器の設置期間中はデータ
が入手できないので機器の作動状況（故障も含めて）が
全くわからないし、更に海流の方向や温度等のパラメー
タを全く知り得ない状況にある。
更に、水中情報を収集する方式として水没ブイ及び中
継ブイを使用して、水没ブイ（浮遊ブイ）より送出され
た信号を中継ブイにより受信して水中信号を電波として
送信する水中情報収集方式が存在する。この方式は特開
昭53−92153号公報に開示されている。しかし、この方
式で使用する水没ブイは係索を使用しない浮遊ブイであ
ってある深度を維持するようにつくり、得られた情報も
音響トモグラフィ情報を取出しているものではない。
継ブイを使用して、水没ブイ（浮遊ブイ）より送出され
た信号を中継ブイにより受信して水中信号を電波として
送信する水中情報収集方式が存在する。この方式は特開
昭53−92153号公報に開示されている。しかし、この方
式で使用する水没ブイは係索を使用しない浮遊ブイであ
ってある深度を維持するようにつくり、得られた情報も
音響トモグラフィ情報を取出しているものではない。
本発明の目的とする所は、夫々複数の送波器、送受波
器をシンカー等により海中に固定して配列し、係留中継
器の受信変換器を介して送受波器よりトモグラフィデー
タ電気信号を受波し、リアルタイムにて前記トモグラフ
ィデータ電気信号を地上局に伝送する海洋音響トモグラ
フィデータ伝送装置を提供することである。
器をシンカー等により海中に固定して配列し、係留中継
器の受信変換器を介して送受波器よりトモグラフィデー
タ電気信号を受波し、リアルタイムにて前記トモグラフ
ィデータ電気信号を地上局に伝送する海洋音響トモグラ
フィデータ伝送装置を提供することである。
更に本発明の他の目的は、浮遊固定リアルタイムデー
タ伝送ブイから電波にてトモグラフィデータ電気信号を
送信し、人工衛星を経由して地上局に伝送する海洋音響
トモグラフィデータ伝送装置を提供することである。
タ伝送ブイから電波にてトモグラフィデータ電気信号を
送信し、人工衛星を経由して地上局に伝送する海洋音響
トモグラフィデータ伝送装置を提供することである。
本発明は、トモグラフィデータ（TD）送受波器を使用
し、TD送受波器からのトモグラフィデータ電気信号を海
中送波して係留中継器（３）に設置した受信変換器（３
−１）で受信している。受信変換器（３−１）とTD送受
波器（２）は１対１あるいは１対複数の構成からなり、
TD送受波器（２）からのデータを係留中継器（３）が受
波する。受信変換器（３−１）から伝送ケーブル（３−
２）を経由してトモグラフィデータ電気信号を浮遊固定
リアルタイムデータ伝送ブイ（３−３）に伝送し、浮遊
固定リアルタイムデータ伝送ブイ（３−３）上のブイ上
送信器（３−５）から電波にて人工衛星（４）を経由し
て地上局（５）伝送する。
し、TD送受波器からのトモグラフィデータ電気信号を海
中送波して係留中継器（３）に設置した受信変換器（３
−１）で受信している。受信変換器（３−１）とTD送受
波器（２）は１対１あるいは１対複数の構成からなり、
TD送受波器（２）からのデータを係留中継器（３）が受
波する。受信変換器（３−１）から伝送ケーブル（３−
２）を経由してトモグラフィデータ電気信号を浮遊固定
リアルタイムデータ伝送ブイ（３−３）に伝送し、浮遊
固定リアルタイムデータ伝送ブイ（３−３）上のブイ上
送信器（３−５）から電波にて人工衛星（４）を経由し
て地上局（５）伝送する。
前述したトモグラフィデータ（TD）送受波器（２）
は、送波器（音源）（１）からの海中音響トモグラフィ
情報を受波するものであるが、前記送波器（１）を送受
波器として海中の音波の方向を逆方向に切換え可能にす
れば、海流の方向性，海流の速度情報も得ることが可能
となり、一方向計測，双方向計測をも可能にできる。
は、送波器（音源）（１）からの海中音響トモグラフィ
情報を受波するものであるが、前記送波器（１）を送受
波器として海中の音波の方向を逆方向に切換え可能にす
れば、海流の方向性，海流の速度情報も得ることが可能
となり、一方向計測，双方向計測をも可能にできる。
従って、本発明の構成は以下に示す通りである。即
ち、海中において第１列に配列した複数の送波器（１）
と、 海中において前記第１列から間隔をおいて第２列に配
列され、前記送波器（１）から送信された音響信号を、
海水中のトモグラフィ情報として受信し、記録，増幅す
る機能を具え、かつ前記音響信号をトモグラフィデータ
電気信号に変換して伝送する複数のトモグラフィデータ
送受波器（２）と、 前記第２列から離れた海中に配置され、前記トモグラ
フィデータ送受波器（２）からのデータを係留中継器
（３）に設置した受信変換器（３−１）において受波
し、 該受信変換器（３−１）から伝送ケーブル（３−２）
を経由して前記トモグラフィデータ電気信号を浮遊固定
リアルタイムデータ伝送ブイ（３−３）に伝送し、該浮
遊固定リアルタイムデータ伝送ブイ（３−３）から電波
にて送信するブイ上送信器（３−５）と、 前記ブイ上送信器（３−５）から送信された前記トモ
グラフィデータ電気信号を受信する海洋観測衛星手段
（４）と、 前記海洋観測衛星手段（４）から伝送された前記トモ
グラフィデータ電気信号を受信する地上局（５）とから
構成されることを特徴とする海洋音響トモグラフィデー
タ伝送装置としての構成を有する。
ち、海中において第１列に配列した複数の送波器（１）
と、 海中において前記第１列から間隔をおいて第２列に配
列され、前記送波器（１）から送信された音響信号を、
海水中のトモグラフィ情報として受信し、記録，増幅す
る機能を具え、かつ前記音響信号をトモグラフィデータ
電気信号に変換して伝送する複数のトモグラフィデータ
送受波器（２）と、 前記第２列から離れた海中に配置され、前記トモグラ
フィデータ送受波器（２）からのデータを係留中継器
（３）に設置した受信変換器（３−１）において受波
し、 該受信変換器（３−１）から伝送ケーブル（３−２）
を経由して前記トモグラフィデータ電気信号を浮遊固定
リアルタイムデータ伝送ブイ（３−３）に伝送し、該浮
遊固定リアルタイムデータ伝送ブイ（３−３）から電波
にて送信するブイ上送信器（３−５）と、 前記ブイ上送信器（３−５）から送信された前記トモ
グラフィデータ電気信号を受信する海洋観測衛星手段
（４）と、 前記海洋観測衛星手段（４）から伝送された前記トモ
グラフィデータ電気信号を受信する地上局（５）とから
構成されることを特徴とする海洋音響トモグラフィデー
タ伝送装置としての構成を有する。
第５図は本発明の一実施例としての海洋音響トモグラ
フィデータ伝送装置の模式的構成例を示す。第５図にお
いて、１は、夫々シンカーS1,S2,S3,S4に固定された複
数個の送波器であり、２は、夫々シンカーR1,R2,R3,R4
に固定された複数個のTD（トモグラフィデータ）送受波
器である。３はシンカーに固定された係留中継器であ
り、３−１は受信変換器、３−２は伝送ケーブル、３−
３は浮遊固定リアルタイムデータ伝送ブイ、３−４は人
工衛星（例えばMOS1）４への送信アンテナ、５は地上局
を示す。送波器１である音源は、ソーファーチャネル
（sofar channel）に固定される。その深度は、第２図
より約1300mである。従って、送波器１の深度及びTD送
受波器２の深度（約1750m）は既知の深度に固定され
る。送波器１からの音波はTD送受波器２に海水中のトモ
グフィ（TD）情報として受波される。TD送受波器２から
のトモグラフィデータ電気信号は係留中継器３に送波さ
れる。このトモグラフィデータ電気信号には、TD送受波
器２のアドレス，パルス到着時刻，パルスの受波レベル
等が含まれ、その音波の周波数は、200〜400Hzであり、
FSK通信方式による通信方式が最も望ましい。係留中継
器３に具えられた受信変換器３−１と前記TD送受波器２
は、１対１あるいは１対複数個の対応関係にあり、受信
変換器３−１とTD送受波器２との間のデータ通信方式と
しては、（１）定時通信方式、（２）係留中継器３から
TD送受波器２への呼び出し方式、（３）その他が採用可
能である。受信変換器３−１から浮遊固定リアルタイム
データ伝送ブイ３−３に至る伝送方式は、リアルタイム
データ伝送であり、その送信法は、（１）電磁誘導伝送
法により伝送ケーブル３−２との非接触法、或いは
（２）水中コネクタによる接触法、または（３）光ファ
イバ伝送法が採用される。浮遊固定リアルタイムデータ
伝送ブイ３−３と人工衛星４との間の伝送は約401〜403
MHzの電波によるデータ伝送であり、人工衛星４と地上
局５との間は1700〜1710MHzの電波による通信方式が採
用されている。
フィデータ伝送装置の模式的構成例を示す。第５図にお
いて、１は、夫々シンカーS1,S2,S3,S4に固定された複
数個の送波器であり、２は、夫々シンカーR1,R2,R3,R4
に固定された複数個のTD（トモグラフィデータ）送受波
器である。３はシンカーに固定された係留中継器であ
り、３−１は受信変換器、３−２は伝送ケーブル、３−
３は浮遊固定リアルタイムデータ伝送ブイ、３−４は人
工衛星（例えばMOS1）４への送信アンテナ、５は地上局
を示す。送波器１である音源は、ソーファーチャネル
（sofar channel）に固定される。その深度は、第２図
より約1300mである。従って、送波器１の深度及びTD送
受波器２の深度（約1750m）は既知の深度に固定され
る。送波器１からの音波はTD送受波器２に海水中のトモ
グフィ（TD）情報として受波される。TD送受波器２から
のトモグラフィデータ電気信号は係留中継器３に送波さ
れる。このトモグラフィデータ電気信号には、TD送受波
器２のアドレス，パルス到着時刻，パルスの受波レベル
等が含まれ、その音波の周波数は、200〜400Hzであり、
FSK通信方式による通信方式が最も望ましい。係留中継
器３に具えられた受信変換器３−１と前記TD送受波器２
は、１対１あるいは１対複数個の対応関係にあり、受信
変換器３−１とTD送受波器２との間のデータ通信方式と
しては、（１）定時通信方式、（２）係留中継器３から
TD送受波器２への呼び出し方式、（３）その他が採用可
能である。受信変換器３−１から浮遊固定リアルタイム
データ伝送ブイ３−３に至る伝送方式は、リアルタイム
データ伝送であり、その送信法は、（１）電磁誘導伝送
法により伝送ケーブル３−２との非接触法、或いは
（２）水中コネクタによる接触法、または（３）光ファ
イバ伝送法が採用される。浮遊固定リアルタイムデータ
伝送ブイ３−３と人工衛星４との間の伝送は約401〜403
MHzの電波によるデータ伝送であり、人工衛星４と地上
局５との間は1700〜1710MHzの電波による通信方式が採
用されている。
第６図はTD送受波器２の原理構成図を示す。第６図に
おいて、10は復調器、11は制御部、12は記録器（レコー
ダ）、13は変調器、14は増幅器、15は送受波器である。
送受波器15がパルス波（音響パルス）を受波すると、復
調器10により電気信号に復調し、制御部11の作用により
パルスピーク時の時刻と受波レベルを例えばICメモリ12
に記録する。送波は、定時方式の場合、変調器13におい
て定時毎に前記トモグラフィデータ電気信号をFSKの音
波変調を行なった後、増幅器14において増幅し、送受波
器15より送波する。呼び出し応答方式の場合、受信変換
器３−１からの呼び出し波を送受波器15が受波し、復調
器10において電気信号に復調し、自局のアドレスと一致
した場合、変調器13において前記浮遊固定リアルタイム
データをFSKの音波変調を行なった後、増幅して送受波
器15より送波する。
おいて、10は復調器、11は制御部、12は記録器（レコー
ダ）、13は変調器、14は増幅器、15は送受波器である。
送受波器15がパルス波（音響パルス）を受波すると、復
調器10により電気信号に復調し、制御部11の作用により
パルスピーク時の時刻と受波レベルを例えばICメモリ12
に記録する。送波は、定時方式の場合、変調器13におい
て定時毎に前記トモグラフィデータ電気信号をFSKの音
波変調を行なった後、増幅器14において増幅し、送受波
器15より送波する。呼び出し応答方式の場合、受信変換
器３−１からの呼び出し波を送受波器15が受波し、復調
器10において電気信号に復調し、自局のアドレスと一致
した場合、変調器13において前記浮遊固定リアルタイム
データをFSKの音波変調を行なった後、増幅して送受波
器15より送波する。
第７図は受信変調器３−１の原理的構成の説明図であ
る。第７図において、20は送受波器、21復調器、22は制
御部、23はFSK変調器、24は送信回路、25はトランス、2
6はハイブリッドコイル、27はカップリングコア、３−
２は伝送ケーブル、３−５はブイ上送信器、28は受信回
路、29はFSK復調器、30は制御部、31は変調器、32は増
幅器を示す。定時方式の場合、定時毎にTD送受波器２
（第５図）から送られてくる非コマンド信号のデータを
送受波器20により受波し、復調器21により電気信号に復
調し、制御部22により直／並列変換等のデジタル処理を
行なった後、FSK変調器23においてFSK変調を行ない、送
信回路24を経由してトランス25を経てカップリングコア
27を介して伝送ケーブル３−２に電磁誘導により結合
し、かつ浮遊固定リアルタイムデータ伝送ブイ３−３上
のブイ上送信器３−５にデジタルデータを送信する。
る。第７図において、20は送受波器、21復調器、22は制
御部、23はFSK変調器、24は送信回路、25はトランス、2
6はハイブリッドコイル、27はカップリングコア、３−
２は伝送ケーブル、３−５はブイ上送信器、28は受信回
路、29はFSK復調器、30は制御部、31は変調器、32は増
幅器を示す。定時方式の場合、定時毎にTD送受波器２
（第５図）から送られてくる非コマンド信号のデータを
送受波器20により受波し、復調器21により電気信号に復
調し、制御部22により直／並列変換等のデジタル処理を
行なった後、FSK変調器23においてFSK変調を行ない、送
信回路24を経由してトランス25を経てカップリングコア
27を介して伝送ケーブル３−２に電磁誘導により結合
し、かつ浮遊固定リアルタイムデータ伝送ブイ３−３上
のブイ上送信器３−５にデジタルデータを送信する。
呼び出し応答方式の場合には次の２つの方法を実施す
る。
る。
（１） ブイ上送信器３−５からのコマンド信号（FSK
によるTD送受波器のアドレス）を電磁誘導法により、カ
ップリングコア27を介して受信回路28において受信し、
FSK復調器29において復調して送波用のFSK信号に変換
し、制御部30を経て、変調器31においてFSK音波変調を
行なった後、増幅器32において増幅して送受波器20から
送波する。
によるTD送受波器のアドレス）を電磁誘導法により、カ
ップリングコア27を介して受信回路28において受信し、
FSK復調器29において復調して送波用のFSK信号に変換
し、制御部30を経て、変調器31においてFSK音波変調を
行なった後、増幅器32において増幅して送受波器20から
送波する。
（２） 受信変調器３−１（第５図）が独立してTD送受
波器２のアドレスを送波する。
波器２のアドレスを送波する。
これら送波された音波は、必要とするTD送受波器２の
アドレスを指定してトモグラフィデータ電気信号を受信
変換器３−１に送らせる。
アドレスを指定してトモグラフィデータ電気信号を受信
変換器３−１に送らせる。
次に受信変換器３−１とTD送受波器２間の通信形態に
ついて説明する。これらの通信はすべて２周波を使用す
るFSK変調（Frequency shift keying modulation）にて
行なわれる。
ついて説明する。これらの通信はすべて２周波を使用す
るFSK変調（Frequency shift keying modulation）にて
行なわれる。
第８図（ａ），（ｂ）は、これら通信形態を説明する
データ信号の一例を示す、受信変換器３−１からTD送受
波器２の呼び出しは、TD送受波器２のアドレスを８ビッ
トで送波する（第８図（ａ））。ここで、一例として１
ビットは、０が400Hz,10msec,1が200Hz,10msecと規定す
るとすれば、８ビットのアドレス及び図示のデータはか
なりの数量のデータを規定することができる。TD送受波
器２のアドレスが指定されるとTD送受波器２から受信変
換器３−１に送られるデータ構成は、第８図（ｂ）に示
されるように、 自局のアドレス ８ビット 月 ８ビット 日 ８ビット 時 ８ビット 分 ８ビット 秒 ８ビット ミリ秒 12ビット 固定 ４ビット 受波レベル 16ビット にて送られる。前述したようにビット内容は、０に対応
する周波数を400Hz,時間幅10msec,1に対応する周波数を
200Hz,時間幅10msecとしている。
データ信号の一例を示す、受信変換器３−１からTD送受
波器２の呼び出しは、TD送受波器２のアドレスを８ビッ
トで送波する（第８図（ａ））。ここで、一例として１
ビットは、０が400Hz,10msec,1が200Hz,10msecと規定す
るとすれば、８ビットのアドレス及び図示のデータはか
なりの数量のデータを規定することができる。TD送受波
器２のアドレスが指定されるとTD送受波器２から受信変
換器３−１に送られるデータ構成は、第８図（ｂ）に示
されるように、 自局のアドレス ８ビット 月 ８ビット 日 ８ビット 時 ８ビット 分 ８ビット 秒 ８ビット ミリ秒 12ビット 固定 ４ビット 受波レベル 16ビット にて送られる。前述したようにビット内容は、０に対応
する周波数を400Hz,時間幅10msec,1に対応する周波数を
200Hz,時間幅10msecとしている。
以上述べたように、海中に一定の距離をおいて２列に
配列した複数個の送波器1,複数個のTD（トモグラフィデ
ータ）送受波器２にて海中のトモグラフィデータ情報が
得られ、これらのデータを係留中継器３の受信変換器３
−１にデジタル的に送り、海中のトモグラフィ情報を読
み取ることができる。第５図の図示例では、送波器１と
TD送受波器２を使用して一方向計測を行なう例について
説明したが、送波器１を送受波器にすれば双方向計測が
可能となり、海流の方向，速さのデータが得られること
は明らかである。また、送波器，受波器の制御部にはデ
ータのタイミング情報を保つように精度の高いクロック
を含んでいる。
配列した複数個の送波器1,複数個のTD（トモグラフィデ
ータ）送受波器２にて海中のトモグラフィデータ情報が
得られ、これらのデータを係留中継器３の受信変換器３
−１にデジタル的に送り、海中のトモグラフィ情報を読
み取ることができる。第５図の図示例では、送波器１と
TD送受波器２を使用して一方向計測を行なう例について
説明したが、送波器１を送受波器にすれば双方向計測が
可能となり、海流の方向，速さのデータが得られること
は明らかである。また、送波器，受波器の制御部にはデ
ータのタイミング情報を保つように精度の高いクロック
を含んでいる。
以上述べた本発明の実施例では、係留中継器３を固定
して所期の情報を収集する実例について述べたが、係留
中継器３に対して各種のセンサを設置して地震情報，海
水の水温，塩分流向，流速等の情報を得ることが可能な
ことは勿論のことである。
して所期の情報を収集する実例について述べたが、係留
中継器３に対して各種のセンサを設置して地震情報，海
水の水温，塩分流向，流速等の情報を得ることが可能な
ことは勿論のことである。
本発明によれば、海中のトモグラフィデータを収集し
て人工衛星を介して地上局に送ることが可能となるの
で、リアルタイムで広域の海水温度分布，海流の流向，
流速分布等のデータを入手することが可能となり、漁
業，農業や異常気象との関係で注目されているエルニー
ニョ現象と黒潮との関係等広い海域の情報を得られるこ
とになり広い用途が期待できる。
て人工衛星を介して地上局に送ることが可能となるの
で、リアルタイムで広域の海水温度分布，海流の流向，
流速分布等のデータを入手することが可能となり、漁
業，農業や異常気象との関係で注目されているエルニー
ニョ現象と黒潮との関係等広い海域の情報を得られるこ
とになり広い用途が期待できる。
第１図は、従来例としての海洋音響トモグラフィの原理
説明図である。 第２図は、第１図の従来例における音速鉛直分布と距離
300kmの送受波器間に伝搬する海洋における音波伝搬経
路シミュレーション例を示す。 第３図（ａ），（ｂ）は、従来例における距離100kmの
送受波器間に伝搬する音波パルスの伝搬損失−伝搬時間
特性、及び音波の伝搬経路シミュレーション例を示す。 第４図は、従来技術としての送波器，受波器からなる海
洋音響トモグラフィの設置概要図である。 第５図は、本発明の一実施例としての海洋音響トモグラ
フィデータ伝送装置の模式的構成図である。 第６図は、本発明の実施例におけるトモグラフィデータ
（TD）送受波器２の原理的構成図を示す。 第７図は、本発明の実施例における受信変換器３−１の
原理説明図である。 第８図（ａ），（ｂ）は第５図の受信変換器３−１とト
モグラフィデータ（TD）送受波器２間の通信形態を説明
する図であって、（ａ）はアドレス，（ｂ）はデータ構
成を示す。 １……送波器 ２……トモグラフィデータ（TD）送受波器 Ｔ……音源 Ｒ……受波器 S1,S2,S3,S4,R1,R2,R3,R4……シンカー ３……係留中継器 ３−１……受信変換器 ３−２……伝送ケーブル ３−３……浮遊固定リアルタイムデータ伝送ブイ ３−４……送信アンテナ ３−５……ブイ上送信器 ４……人工衛星（MOS1） ５……地上局 10,21……復調器 11,22,30……制御部 12……記録器 13,31……変調器 14,32……増幅器 15,20……送受波器 23,29……FSK変調器 24……送信回路 25……トランス 26……ハイブリッドコイル 27……カップリングコア 28……受信回路 100……フロント 200……渦
説明図である。 第２図は、第１図の従来例における音速鉛直分布と距離
300kmの送受波器間に伝搬する海洋における音波伝搬経
路シミュレーション例を示す。 第３図（ａ），（ｂ）は、従来例における距離100kmの
送受波器間に伝搬する音波パルスの伝搬損失−伝搬時間
特性、及び音波の伝搬経路シミュレーション例を示す。 第４図は、従来技術としての送波器，受波器からなる海
洋音響トモグラフィの設置概要図である。 第５図は、本発明の一実施例としての海洋音響トモグラ
フィデータ伝送装置の模式的構成図である。 第６図は、本発明の実施例におけるトモグラフィデータ
（TD）送受波器２の原理的構成図を示す。 第７図は、本発明の実施例における受信変換器３−１の
原理説明図である。 第８図（ａ），（ｂ）は第５図の受信変換器３−１とト
モグラフィデータ（TD）送受波器２間の通信形態を説明
する図であって、（ａ）はアドレス，（ｂ）はデータ構
成を示す。 １……送波器 ２……トモグラフィデータ（TD）送受波器 Ｔ……音源 Ｒ……受波器 S1,S2,S3,S4,R1,R2,R3,R4……シンカー ３……係留中継器 ３−１……受信変換器 ３−２……伝送ケーブル ３−３……浮遊固定リアルタイムデータ伝送ブイ ３−４……送信アンテナ ３−５……ブイ上送信器 ４……人工衛星（MOS1） ５……地上局 10,21……復調器 11,22,30……制御部 12……記録器 13,31……変調器 14,32……増幅器 15,20……送受波器 23,29……FSK変調器 24……送信回路 25……トランス 26……ハイブリッドコイル 27……カップリングコア 28……受信回路 100……フロント 200……渦
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 俊明 神奈川県横須賀市夏島町２番地15 海洋科 学技術センター海洋開発研究部内 (72)発明者 中埜 岩男 神奈川県横須賀市夏島町２番地15 海洋科 学技術センター海洋開発研究部内
Claims (1)
- 【請求項１】海中において第１列に配列した複数の送波
器（１）と、 海中において前記第１列から間隔をおいて第２列に配列
され、前記送波器（１）から送信された音響信号を、海
水中のトモグラフィ情報として受信し、記録，増幅する
機能を具え、かつ前記音響信号をトモグラフィデータ電
気信号に変換して伝送する複数のトモグラフィデータ送
受波器（２）と、 前記第２列から離れた海中に配置され、前記トモグラフ
ィデータ送受波器（２）からのデータを係留中継器
（３）に設置した受信変換器（３−１）において受波
し、 該受信変換器（３−１）から伝送ケーブル（３−２）を
経由して前記トモグラフィデータ電気信号を浮遊固定リ
アルタイムデータ伝送ブイ（３−３）に伝送し、該浮遊
固定リアルタイムデータ伝送ブイ（３−３）から電波に
て送信するブイ上送信器（３−５）と、 前記ブイ上送信器（３−５）から送信された前記トモグ
ラフィデータ電気信号を受信する海洋観測衛星手段
（４）と、 前記海洋観測衛星手段（４）から伝送された前記トモグ
ラフィデータ電気信号を受信する地上局（５）とから構
成されることを特徴とする海洋音響トモグラフィデータ
伝送装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61213293A JPH0820506B2 (ja) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | 海洋音響トモグラフィーデータ伝送装置 |
| US07/089,983 US4805160A (en) | 1986-09-10 | 1987-08-27 | Data transmission method for ocean acoustic tomography |
| EP87307835A EP0260078B1 (en) | 1986-09-10 | 1987-09-04 | Data transmission method for ocean acoustic tomography |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61213293A JPH0820506B2 (ja) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | 海洋音響トモグラフィーデータ伝送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6367586A JPS6367586A (ja) | 1988-03-26 |
| JPH0820506B2 true JPH0820506B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=16636720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61213293A Expired - Lifetime JPH0820506B2 (ja) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | 海洋音響トモグラフィーデータ伝送装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4805160A (ja) |
| EP (1) | EP0260078B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0820506B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5691957A (en) * | 1994-06-30 | 1997-11-25 | Woods Hole Oceanographic Institution | Ocean acoustic tomography |
| JP2655535B2 (ja) * | 1994-08-23 | 1997-09-24 | 防衛庁技術研究本部長 | 水中航走体、計測装置並びに水中航走体の位置計測方法及び装置 |
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| CA2589792A1 (en) | 2004-12-17 | 2006-06-22 | British Telecommunications Public Limited Company | Assessing a network |
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| RU2602993C1 (ru) * | 2015-09-11 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | Система акустической томографии гидрофизических и геофизических полей в морской среде |
| RU2602770C1 (ru) * | 2015-09-11 | 2016-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Специальное конструкторское бюро средств автоматизации морских исследований Дальневосточного отделения Российской академии наук | Способ акустической томографии гидрофизических и геофизических полей в морской среде |
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| US4663744A (en) * | 1983-08-31 | 1987-05-05 | Terra Marine Engineering, Inc. | Real time seismic telemetry system |
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1986
- 1986-09-10 JP JP61213293A patent/JPH0820506B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-08-27 US US07/089,983 patent/US4805160A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-04 EP EP87307835A patent/EP0260078B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
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| EP0260078A2 (en) | 1988-03-16 |
| US4805160A (en) | 1989-02-14 |
| EP0260078A3 (en) | 1989-01-25 |
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