JPH1078348A - 海洋音響トモグラフィデータ解析装置 - Google Patents
海洋音響トモグラフィデータ解析装置Info
- Publication number
- JPH1078348A JPH1078348A JP8232881A JP23288196A JPH1078348A JP H1078348 A JPH1078348 A JP H1078348A JP 8232881 A JP8232881 A JP 8232881A JP 23288196 A JP23288196 A JP 23288196A JP H1078348 A JPH1078348 A JP H1078348A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sound velocity
- buoy
- depth
- sound
- buoy position
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- 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
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来よりも音速分布を高精度で算出すること
ができる海洋音響トモグラフィデータ解析装置。 【解決手段】 所望深度毎にそれぞれ一対として取り付
けられた深度計及び温度計を有する設置ブイと、設置ブ
イからの観測情報によりブイ位置での音速値を算出する
ブイ位置音速変換器１０、前記算出された音速値から音
速変動量を求めブイ位置での音速パラメータを算出する
ブイ位置パラメータ算出器２０及び前記算出された音速
パラメータと別途算出された音波伝播時間の差を示す関
係式とを連立させて音速分布を算出する逆問題解析器３
０を有するデータ解析装置とにより構成される。
ができる海洋音響トモグラフィデータ解析装置。 【解決手段】 所望深度毎にそれぞれ一対として取り付
けられた深度計及び温度計を有する設置ブイと、設置ブ
イからの観測情報によりブイ位置での音速値を算出する
ブイ位置音速変換器１０、前記算出された音速値から音
速変動量を求めブイ位置での音速パラメータを算出する
ブイ位置パラメータ算出器２０及び前記算出された音速
パラメータと別途算出された音波伝播時間の差を示す関
係式とを連立させて音速分布を算出する逆問題解析器３
０を有するデータ解析装置とにより構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、設置ブイから所望
深度における水温データを観測情報として入力する海洋
音響トモグラフィデータ解析装置に関するものである。
深度における水温データを観測情報として入力する海洋
音響トモグラフィデータ解析装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】海洋音響トモグラフィ（Ocean Acoustic
Tomography,一般にＯＡＴという）の公知文献として
は、例えば下記の文献がある。 文献：Deep Sea Res.,Vol.26. 1979, W.Munk and C. Wu
nsch, “Ocean acoustic tomography-A scheme for lar
ge scale monitoring ”pp.123〜161. また一般に、海洋音響トモグラフィデータ解析システム
は、音波の送受波器と無線のトランシーバを含む設置ブ
イと、この設置ブイからの無線送信されるデータに基づ
き音速分布等の解析を行うデータ解析装置とにより構成
される。
Tomography,一般にＯＡＴという）の公知文献として
は、例えば下記の文献がある。 文献：Deep Sea Res.,Vol.26. 1979, W.Munk and C. Wu
nsch, “Ocean acoustic tomography-A scheme for lar
ge scale monitoring ”pp.123〜161. また一般に、海洋音響トモグラフィデータ解析システム
は、音波の送受波器と無線のトランシーバを含む設置ブ
イと、この設置ブイからの無線送信されるデータに基づ
き音速分布等の解析を行うデータ解析装置とにより構成
される。
【０００３】図３は従来のＯＡＴ用設置ブイの構成例を
示す図であり、同図では無線のトランシーバの図示は省
略されている。ＯＡＴ用設置ブイには、アンカー等の錘
が設置された海底と海面に浮ぶ海面ブイ１との間に接続
されたワイヤーに、通常１つの音源（送波器）２と複数
の受波器３がそれぞれ所望の深度となるように取り付け
られている。これは送信側の設置ブイの１つの音源２か
ら発射された音源は、複数の深度の異なる伝搬経路（こ
れを多重音線経路という）をそれぞれ通るので、受信側
の設置ブイでこの多重音線経路を伝搬してきた音波をそ
れぞれ受信できるように、複数の受波器３をそれぞれ異
なる深度に取り付けるものである。
示す図であり、同図では無線のトランシーバの図示は省
略されている。ＯＡＴ用設置ブイには、アンカー等の錘
が設置された海底と海面に浮ぶ海面ブイ１との間に接続
されたワイヤーに、通常１つの音源（送波器）２と複数
の受波器３がそれぞれ所望の深度となるように取り付け
られている。これは送信側の設置ブイの１つの音源２か
ら発射された音源は、複数の深度の異なる伝搬経路（こ
れを多重音線経路という）をそれぞれ通るので、受信側
の設置ブイでこの多重音線経路を伝搬してきた音波をそ
れぞれ受信できるように、複数の受波器３をそれぞれ異
なる深度に取り付けるものである。
【０００４】一般に、海洋音響トモグラフィデータ解析
装置において、観測データは設置ブイ間を伝搬する音波
の伝搬時間である。そしてこの音波の伝搬時間と、観測
場として想定された音速場における伝搬時間の計算値等
の音線情報を用いてデータ解析を行っている。ＯＡＴで
のデータ解析は、次の（１）式に示す線形の関係式をも
とにしている。
装置において、観測データは設置ブイ間を伝搬する音波
の伝搬時間である。そしてこの音波の伝搬時間と、観測
場として想定された音速場における伝搬時間の計算値等
の音線情報を用いてデータ解析を行っている。ＯＡＴで
のデータ解析は、次の（１）式に示す線形の関係式をも
とにしている。
【０００５】
【数１】
【０００６】ここで、ｄｔi はｉ番目の音線の伝搬時間
の観測値と計算値の差であり、δＣj はｊ番目の音速変
動量（真の音速−想定した音速）である。Ｒijはｄｔi
とδＣj を結び付ける比例係数であり、音線経路や測定
した音速場の情報が取り込まれている。εi はｉ番目の
音線の近似誤差である。ＯＡＴでのデータ解析では、上
記（１）式の関係式から逆問題解析手法を用いて音速変
動量δＣを求めている。
の観測値と計算値の差であり、δＣj はｊ番目の音速変
動量（真の音速−想定した音速）である。Ｒijはｄｔi
とδＣj を結び付ける比例係数であり、音線経路や測定
した音速場の情報が取り込まれている。εi はｉ番目の
音線の近似誤差である。ＯＡＴでのデータ解析では、上
記（１）式の関係式から逆問題解析手法を用いて音速変
動量δＣを求めている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
従来のＯＡＴデータ解析で用いられる前記（１）式は、
音線の独立性があまり高くない。つまり、観測された伝
搬時間データの個数がある程度多くても、有効な情報と
して役立つものがデータ数よりかなり少ないのである。
そのため、解析結果には（１）式の近似誤差の影響が出
やすいとう問題があった。
従来のＯＡＴデータ解析で用いられる前記（１）式は、
音線の独立性があまり高くない。つまり、観測された伝
搬時間データの個数がある程度多くても、有効な情報と
して役立つものがデータ数よりかなり少ないのである。
そのため、解析結果には（１）式の近似誤差の影響が出
やすいとう問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る海洋音響ト
モグラフィデータ解析装置は、海洋音響トモグラフィ用
の設置ブイとデータ解析装置とよりなる海洋音響トモグ
ラフィデータ解析装置において、前記設置ブイは、所望
深度毎のほぼ同一位置にそれぞれ一対として取り付けら
れた深度計及び温度計を有し、前記データ解析装置は、
前記設置ブイの各深度計及び温度計からそれぞれ得られ
る深度及び水温の情報からブイ位置での音速値を算出す
る音速算出手段と、前記音速算出手段により算出された
音速値から音速変動量を算出し、ブイ位置でのパラメー
タである音速変動量の展開係数を算出するパラメータ算
出手段と、前記パラメータ算出手段により算出された音
速変動量の展開係数と、別途算出した音波伝搬時間の観
測値と計測値との時間差を示す関係式とを連立させて音
速分布を算出する音速分布算出手段とを有するものであ
る。上記の結果、各音線の独立性の高い情報を取り込ん
で音速分布の算出を行うことができ、算出される音速分
布の精度が向上する。
モグラフィデータ解析装置は、海洋音響トモグラフィ用
の設置ブイとデータ解析装置とよりなる海洋音響トモグ
ラフィデータ解析装置において、前記設置ブイは、所望
深度毎のほぼ同一位置にそれぞれ一対として取り付けら
れた深度計及び温度計を有し、前記データ解析装置は、
前記設置ブイの各深度計及び温度計からそれぞれ得られ
る深度及び水温の情報からブイ位置での音速値を算出す
る音速算出手段と、前記音速算出手段により算出された
音速値から音速変動量を算出し、ブイ位置でのパラメー
タである音速変動量の展開係数を算出するパラメータ算
出手段と、前記パラメータ算出手段により算出された音
速変動量の展開係数と、別途算出した音波伝搬時間の観
測値と計測値との時間差を示す関係式とを連立させて音
速分布を算出する音速分布算出手段とを有するものであ
る。上記の結果、各音線の独立性の高い情報を取り込ん
で音速分布の算出を行うことができ、算出される音速分
布の精度が向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明に係る海洋音響トモグフィ
（ＯＡＴ）データ解析装置は、ＯＡＴ用設ブイとＯＡＴ
用データ解析装置の２つの部分からなる。図２は本発明
に係るＯＡＴ用設置ブイの構成例を示す図であり、図１
は本発明に係るＯＡＴ用データ解析装置の構成を示す図
である。
（ＯＡＴ）データ解析装置は、ＯＡＴ用設ブイとＯＡＴ
用データ解析装置の２つの部分からなる。図２は本発明
に係るＯＡＴ用設置ブイの構成例を示す図であり、図１
は本発明に係るＯＡＴ用データ解析装置の構成を示す図
である。
【００１０】本発明に係るＯＡＴ用設置ブイは、図２に
示すように、図３に示した従来のＯＡＴ用設置ブイの所
望深度毎に、深度計と温度計を一対にしてほぼ同一位置
に取り付けた深度・温度センサ４を設けたものである。
深度・温度センサ４、ＯＡＴ用データ解析装置が、前記
（１）式の音速変動量の展開係数を算出するのに必要な
水温の展開係数が未知数（パラメータともいう）のとき
に、ブイ位置での観測データ（深度、水温データ）から
算出できるように設けたものである。従って図２では５
個の深度・温度センサ４が取り付けられている例が示さ
れているが、その個数と取付位置は、観測データの必要
に応じて適宜決定される。本発明に係るＯＡＴ用データ
解析装置は、図１に示すように、各深度・温度センサ４
に含まれる深度計から得られる深度における水温の情報
を音速値に変換するブイ位置音速変換器１０と、その音
速値から音速変動量を算出しブイ位置における音速パラ
メータを算出するブイ位置パラメータ算出器２０と、こ
のブイ位置における音速パラメータを取り込んだ逆問題
解析器３０とからなる。
示すように、図３に示した従来のＯＡＴ用設置ブイの所
望深度毎に、深度計と温度計を一対にしてほぼ同一位置
に取り付けた深度・温度センサ４を設けたものである。
深度・温度センサ４、ＯＡＴ用データ解析装置が、前記
（１）式の音速変動量の展開係数を算出するのに必要な
水温の展開係数が未知数（パラメータともいう）のとき
に、ブイ位置での観測データ（深度、水温データ）から
算出できるように設けたものである。従って図２では５
個の深度・温度センサ４が取り付けられている例が示さ
れているが、その個数と取付位置は、観測データの必要
に応じて適宜決定される。本発明に係るＯＡＴ用データ
解析装置は、図１に示すように、各深度・温度センサ４
に含まれる深度計から得られる深度における水温の情報
を音速値に変換するブイ位置音速変換器１０と、その音
速値から音速変動量を算出しブイ位置における音速パラ
メータを算出するブイ位置パラメータ算出器２０と、こ
のブイ位置における音速パラメータを取り込んだ逆問題
解析器３０とからなる。
【００１１】図１及び図２の動作を説明する。ＯＡＴ設
置ブイに取り付けられた各深度・温度センサ４から、図
示させない無線の送受信機を介して、ブイ位置における
各深度及び水温データが得られ、ＯＡＴ用データ解析装
置内のブイ位置音速変換器１０に格納される。ブイ位置
音速変換器１０は、ブイ位置での深度及び水温情報と海
洋データベースや観測された塩分情報とに基づきブイ位
置での音速値を算出する。次に、ブイ位置パラメータ算
出器２０では、ブイ位置での音速値から解析で用いる想
定された音速値を差し引き、ブイ位置での音速パラメー
タ（ここでは未知数をパラメータとしている）に変換す
る。最後に、逆問題解析器３０ではブイ位置での音速パ
ラメータを前記（１）式に連立させて連立方程式を生成
し、この連立方程式を用いて逆問題解析を行い、音速分
布を推定する。
置ブイに取り付けられた各深度・温度センサ４から、図
示させない無線の送受信機を介して、ブイ位置における
各深度及び水温データが得られ、ＯＡＴ用データ解析装
置内のブイ位置音速変換器１０に格納される。ブイ位置
音速変換器１０は、ブイ位置での深度及び水温情報と海
洋データベースや観測された塩分情報とに基づきブイ位
置での音速値を算出する。次に、ブイ位置パラメータ算
出器２０では、ブイ位置での音速値から解析で用いる想
定された音速値を差し引き、ブイ位置での音速パラメー
タ（ここでは未知数をパラメータとしている）に変換す
る。最後に、逆問題解析器３０ではブイ位置での音速パ
ラメータを前記（１）式に連立させて連立方程式を生成
し、この連立方程式を用いて逆問題解析を行い、音速分
布を推定する。
【００１２】本発明においては、上記のようにＯＡＴで
用いる設置ブイに深度・温度センサを取り付け、このブ
イ位置での深度及び水温情報を用いて音速パラメータを
算出し、この音速パラメータを（１）式と連立させてい
るので、音線の独立性が高い情報を取り込むことがで
き、その結果、推定さる音速分布の精度の向上が可能と
なる。
用いる設置ブイに深度・温度センサを取り付け、このブ
イ位置での深度及び水温情報を用いて音速パラメータを
算出し、この音速パラメータを（１）式と連立させてい
るので、音線の独立性が高い情報を取り込むことがで
き、その結果、推定さる音速分布の精度の向上が可能と
なる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、海洋音響
トモグラフィ用の設置ブイとデータ解析装置とよりなる
海洋音響トモグフィデータ解析装置において、前記設置
ブイは、所望深度毎のほぼ同一位置にそれぞれ一対とし
て取り付けられた深度計及び温度計を有し、前記データ
解析装置は、前記設置ブイの各深度計及び温度計からそ
れぞれ得られる深度及び水温の情報からブイ位置での音
速値を算出する音速算出手段と、前記音速算出手段によ
り算出された音速値から音速変動量を算出し、ブイ位置
でのパラメータである音速変動量の展開係数を算出する
パラメータ算出手段と、前記パラメータ算出手段により
算出された音速変動量の展開係数と、別途算出した音波
伝搬時間の観測値と計測値との時間差を示す関係式とを
連立させて音速分布を算出する音速分布算出手段とを有
するようにしたので、各音線の独立性の高い情報を取り
込んで音速分布の算出を行うことができ、算出される音
速分布の精度が向上する効果がある。
トモグラフィ用の設置ブイとデータ解析装置とよりなる
海洋音響トモグフィデータ解析装置において、前記設置
ブイは、所望深度毎のほぼ同一位置にそれぞれ一対とし
て取り付けられた深度計及び温度計を有し、前記データ
解析装置は、前記設置ブイの各深度計及び温度計からそ
れぞれ得られる深度及び水温の情報からブイ位置での音
速値を算出する音速算出手段と、前記音速算出手段によ
り算出された音速値から音速変動量を算出し、ブイ位置
でのパラメータである音速変動量の展開係数を算出する
パラメータ算出手段と、前記パラメータ算出手段により
算出された音速変動量の展開係数と、別途算出した音波
伝搬時間の観測値と計測値との時間差を示す関係式とを
連立させて音速分布を算出する音速分布算出手段とを有
するようにしたので、各音線の独立性の高い情報を取り
込んで音速分布の算出を行うことができ、算出される音
速分布の精度が向上する効果がある。
【図１】本発明に係るＯＡＴ用データ解析装置の構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明に係るＯＡＴ用設置ブイの構成例を示す
図である。
図である。
【図３】従来のＯＡＴ用設置ブイの構成例を示す図であ
る。
る。
１ 海面ブイ ２ 音源 ３ 受波器 ４ 深度・温度センサ １０ ブイ位置音速変換器 ２０ ブイ位置パラメータ算出器 ３０ 逆問題解析器
Claims (1)
- 【請求項１】 海洋音響トモグラフィ用の設置ブイとデ
ータ解析装置とよりなる海洋音響トモグラフィデータ解
析装置において、 前記設置ブイは、 所望深度毎のほぼ同一位置にそれぞれ一対として取り付
けられた深度計及び温度計を有し、 前記データ解析装置は、 前記設置ブイの各深度計及び温度計からそれぞれ得られ
る深度及び水温の情報からブイ位置での音速値を算出す
る音速算出手段と、 前記音速算出手段により算出された音速値から音速変動
量を算出し、ブイ位置でのパラメータである音速変動量
の展開係数を算出するパラメータ算出手段と、 前記パラメータ算出手段により算出された音速変動量の
展開係数と、別途算出した音波伝搬時間の観測値と計測
値との時間差を示す関係式とを連立させて音速分布を算
出する音速分布算出手段とを有することを特徴とする海
洋音響トモグラフィデータ解析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8232881A JPH1078348A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 海洋音響トモグラフィデータ解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8232881A JPH1078348A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 海洋音響トモグラフィデータ解析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1078348A true JPH1078348A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=16946309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8232881A Pending JPH1078348A (ja) | 1996-09-03 | 1996-09-03 | 海洋音響トモグラフィデータ解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1078348A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101284839B1 (ko) * | 2011-01-27 | 2013-07-10 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 해양의 수직 음속 구조를 생성하기 위한 해양/음향 환경자료 생성장치 및 방법, 이를 이용한 수중 무기체계 성능 모델링 장치 및 방법 |
-
1996
- 1996-09-03 JP JP8232881A patent/JPH1078348A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101284839B1 (ko) * | 2011-01-27 | 2013-07-10 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 해양의 수직 음속 구조를 생성하기 위한 해양/음향 환경자료 생성장치 및 방법, 이를 이용한 수중 무기체계 성능 모델링 장치 및 방법 |
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