JPH08220227A - 目標の水平距離算出方式 - Google Patents
目標の水平距離算出方式Info
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Abstract
求める際に音線の屈折具合の変化と伝搬する深度毎の音
速の変化に対応するために、深度毎の水温分布データを
基に、目標までの音波伝搬経路を算出すると共に、該音
波伝搬経路を微小な一定間隔に区切ったうえで目標まで
の水平距離と伝搬時間を計算する。平均音速計算部12
は、前記計算された水平距離と伝搬時間とにより、目標
までの距離算出のファクターとして用いる水平方向の平
均音速を計算する。目標水平距離計算部13は、実際に
測定された目標までの音波伝搬時間と前記計算された平
均音速とにより目標までの水平距離を算出する。
Description
に関し、特に、音波の屈折の大きい音波伝搬を利用して
目標までの音波伝搬時間を基に水平距離を算出するソー
ナーの目標の水平距離算出方式に関する。
て、その基本的な例を図4を参照して説明する。この方
式では、あらかじめ音波が発信される深度における水温
を計測しておき(ステップS11)、これを基にその深
度での音速を求め(ステップS12)、この音速を距離
算出時の設定音速Vsとする。次に、目標までの音波伝
搬時間Tを計測し(ステップS13)、前述の設定音速
Vsと乗算して(ステップS14)、目標までの距離を
求めていた。
れる。
信深度での音速で目標まで伝搬すると仮定して音波伝搬
時間により距離を算出していた。つまり、目標まで等速
で水平に伝搬すると仮定していた。しかしながら、実際
は音波は、図5に示す様に、水温や深度により音線の屈
折具合や音速が変化しながら目標まで伝搬する。
出誤差が大きくなる問題があった。実際、夏期の北大西
洋において、目標までの水平距離誤差が4.4パーセン
ト程度生じた。
の屈折具合や音速の変化を考慮した方式が提案されてい
る。その第1の例として、反射音の垂直方向の到来角度
を検出する垂直方位検出器と、前記垂直方向の到来角度
ならびに目標物までの距離を受けつつ水深と音速の相関
データから反射音の進行する音線を計算する音線計算器
と、前記音速にもとづいて目標物の位置を計算する目標
位置計算器とを備えたアクティブソーナー装置が提供
(特開昭64−1995号)されている。
定位置及び船底より下方に複数の水温測定用センサを配
置して所定深さ毎の水温を測定し、これらの水温測定値
を超音波屈折計算用計算機に入力して超音波屈折情報を
算出し、別途設けられた信号処理装置に前記超音波屈折
情報を入力して当該信号処理装置により超音波発射角調
整自在に構成したソーナ・トランスジューサが提供(特
開昭62−34086号)されている。
1の例では、水温による音速の変化を考慮していないだ
けでなく、音波伝搬経路を微細に分析しておらず、誤差
を最小限にするうえで改良の余地がある。また、上記第
2の例でも水温は超音波発射角の最適制御に用いている
のみで、音波伝搬経路を微細に分析しているわけでは無
いので、第1の例と同じ問題点が残る。
を極力小さくすることのできる目標の水平距離算出方式
を提供することにある。
での音波伝搬時間を測定し、該伝搬時間とその時の音速
により収束帯内の目標までの水平距離を算出するソーナ
ー装置において、音波伝搬経路を求める際に音線の屈折
具合の変化と伝搬する深度毎の音速の変化に対応するた
めに、深度毎の水温分布データを基に、目標までの音波
伝搬経路を算出すると共に、該音波伝搬経路を微小な一
定間隔に区切ったうえで目標までの水平距離と伝搬時間
を計算する音波伝搬経路計算手段と、前記計算された水
平距離と伝搬時間とにより、目標までの距離算出のファ
クターとして用いる水平方向の平均音速を計算する平均
音速計算手段と、実際に測定された目標までの音波伝搬
時間と前記計算された平均音速とにより目標までの水平
距離を算出する目標水平距離計算手段とから構成される
ことを特徴とする目標の水平距離算出方式が得られる。
算手段が、音波伝搬経路を微小な一定間隔に区切り、こ
の一定間隔毎に伝搬経路及び伝搬時間を計算するステッ
プと、前記一定間隔毎の伝搬経路の水平成分を計算する
ステップと、前記計算された伝搬時間及び計算された伝
搬経路の水平成分を加算するステップと、前記各ステッ
プを前記目標に達するまで繰り返すステップとを実行す
ることを特徴とする目標の水平距離算出方式が得られ
る。
目標に達したかどうかの判定を、前記音線の変曲点を検
出することをもって行うことを特徴とする。
屈折具合の変化や伝搬する深度毎の音速の変化に対応す
るために、その時の深度毎の水温分布を基に目標までの
音波伝搬経路を算出すると共に、該音波伝搬経路を微小
な一定間隔に区切ったうえで、目標までの水平距離と伝
搬時間を求め、これから水平方向の平均音速を算出し、
この平均音速を用いて計測された目標までの伝搬時間か
ら水平距離を算出する。
て説明する。図1において、本発明による水平距離算出
方式は、音波伝搬経路計算部11と平均音速計算部12
と目標水平距離計算部13とで実現される。音波伝搬経
路計算部11は、音波伝搬経路を求める際に音線の屈折
具合の変化と伝搬する深度毎の音速の変化に対応するた
めに、深度毎の水温分布データを基に、目標までの音波
伝搬経路を算出すると共に、該音波伝搬経路を微小な一
定間隔に区切ったうえで目標までの水平距離と伝搬時間
を計算する。平均音速計算部12は、前記計算された水
平距離と伝搬時間とにより、目標までの距離算出のファ
クターとして用いる水平方向の平均音速を計算する。目
標水平距離計算部13は、実際に測定された目標までの
音波伝搬時間と前記計算された平均音速とにより目標ま
での水平距離を算出する。
際し、あらかじめ深度毎の水温分布データ(BTデー
タ)が計測される。音波伝搬経路計算部11は、この水
温分布データにもとづいて、図5(a)に示すように、
深度毎の音速Vを計算する。音波伝搬経路計算部11は
更に、この計算データを基に目標Bまでの音波伝搬経路
D(図5(b))、水平距離及び伝搬時間をスネルの法
則を基に計算する。
ップを示し、図3をも参照して説明すると、音波伝搬経
路Dは微小な一定間隔ΔUに区切られる。ステップS1
では、一定間隔ΔU毎に伝搬経路及び伝搬時間Δtiを
計算する。ところで、このような一定間隔ΔUのそれぞ
れの区間においては、個々に音線の屈折具合の変化、伝
搬する深度毎の音速の変化があるため、一定間隔ΔUの
伝搬時間Δti及び水平成分ΔXiが変化する。これら
の変化に対応するために、ステップS2では、伝搬経路
の水平成分ΔXiを計算する。更に、ステップS3で
は、この一定間隔ΔU毎に伝搬時間Δti及び水平成分
ΔXiを加算し、目標Bに達するまで繰り返し求めてい
く(ステップS4)。
時の伝搬時間の和(ΣΔti)と伝搬経路の水平成分の
和(ΣΔXi)から水平方向の平均音速Vmを計算す
る。平均音速Vmは、下記の式、 Vm=ΣΔXi/ΣΔti で表される。
Vmを代表して用いる。なお、目標Bは、図3から明ら
かなように、音線の傾きが下向きから上向きに変わる変
曲点を検出することで判断する。勿論、音線の変化が図
3のように下向きの場合とは逆に上向きの場合には、音
線の傾きが上向きから下向きに変わる変曲点を検出する
ことで判断する。
水平方向の平均音速Vmと計測された目標までの音波伝
搬時間とを乗算して収束帯内目標までの水平距離を算出
する。目標までの音波伝搬時間をTとし、目標までの水
平距離をXとすると、 X=Vm×T となる。
内目標の水平距離算出方式は、その時の深度毎の水温分
布を基に、実際の目標までの音波伝搬経路を算出し、こ
の音波伝搬経路を微小な一定間隔に区切ったうえで、目
標までの水平距離と伝搬時間を求め、水平方向の平均音
速を算出する。これより、一定間隔毎に音線の屈折具合
の変化や伝搬する深度毎の音速の変化に対応させること
ができ、計測された目標までの伝搬時間から水平距離を
求める際に、この平均音速を用いることにより水平距離
算出誤差を抑える効果を有する。
算出を行なった際、目標距離誤差は、目標までの距離誤
差を0.3パーセント程度に抑えることができた。
ップを説明するためのフローチャート図である。
に深度と距離との関係を示した図である。
ローチャート図である。
めの図であり、図(a)は深度毎の温度分布に基く、深
度に対する音速の変化を示した図、図(b)は音波伝搬
経路のモデル図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 音波の屈折の大きい音波伝搬を利用して
目標までの音波伝搬時間を測定し、該伝搬時間とその時
の音速により収束帯内の目標までの水平距離を算出する
ソーナー装置において、 音波伝搬経路を求める際に音線の屈折具合の変化と伝搬
する深度毎の音速の変化に対応するために、深度毎の水
温分布データを基に、目標までの音波伝搬経路を算出す
ると共に、該音波伝搬経路を微小な一定間隔に区切った
うえで目標までの水平距離と伝搬時間を計算する音波伝
搬経路計算手段と、 前記計算された水平距離と伝搬時間とにより、目標まで
の距離算出のファクターとして用いる水平方向の平均音
速を計算する平均音速計算手段と、 実際に測定された目標までの音波伝搬時間と前記計算さ
れた平均音速とにより目標までの水平距離を算出する目
標水平距離計算手段とから構成されることを特徴とする
目標の水平距離算出方式。 - 【請求項2】 請求項1記載の水平距離算出方式におい
て、前記音波伝搬経路計算手段は、 音波伝搬経路を微小な一定間隔に区切り、この一定間隔
毎に伝搬経路及び伝搬時間を計算するステップと、 前記一定間隔毎の伝搬経路の水平成分を計算するステッ
プと、 前記計算された伝搬時間及び計算された伝搬経路の水平
成分を加算するステップと、 前記各ステップを前記目標に達するまで繰り返すステッ
プとを実行することを特徴とする目標の水平距離算出方
式。 - 【請求項3】 請求項2記載の水平距離算出方式におい
て、前記音波伝搬経路計算手段は、前記目標に達したか
どうかの判定を、前記音線の変曲点を検出することをも
って行うことを特徴とする目標の水平距離算出方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7028278A JP2723813B2 (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | 収束帯内目標の水平距離算出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7028278A JP2723813B2 (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | 収束帯内目標の水平距離算出方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08220227A true JPH08220227A (ja) | 1996-08-30 |
JP2723813B2 JP2723813B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=12244134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7028278A Expired - Lifetime JP2723813B2 (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | 収束帯内目標の水平距離算出方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2723813B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009069982A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-02 | Toshiba Corp | 伝搬経路計算装置、伝搬経路計算方法および記録媒体 |
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JP2012098093A (ja) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Hiroshima Univ | 音響トモグラフィー計測システム及び音響トモグラフィー計測方法 |
JP2012202941A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Nec Corp | 水中物体までの水平距離を算出するための水平距離算出システム及び水平距離算出方法 |
GB2619768A (en) * | 2022-06-17 | 2023-12-20 | Wavefront Systems Ltd | Method of measuring underwater depth |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1995
- 1995-02-16 JP JP7028278A patent/JP2723813B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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---|---|
JP2723813B2 (ja) | 1998-03-09 |
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