JPS58139087A - ベ−スバンド・レ−ダ・ドツキング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 （］）斃明の分野 本発明は所定の相対的態様で海上で船を位置決めする装
置に関し、よプ詳細には１つの船を別の船の位置に対す
る所定の相対位置に正確に位置決めする煙パルスベース
バンドレーダおよび通信装置に関するものである。

（２）先行接衝の説明 沖合および海浜を保護するためカリフォルニアの港に石
油を輸送するアラスカからのタンカーはカリ７オルニア
沿岸から離れて停泊し九貯蔵船に船荷を降ろす。貯蔵船
の船尾には貯蔵船からある距離をおい友ブイによって支
持した一端で石油貯蔵器を有する可撓性パイプラインが
取付けられている。この可撓パイプラインは往復船から
貯蔵船の夕／り中に石油を注入するのに使用される。貯
蔵された石油は次いで貯蔵船のタンクから海中パイプラ
インを介して本土にポンプで送られる。往復船から貯蔵
船に迅速に石油を移送するに＃ｉ４１に悪天候条件（霧
）の下では、往復船が正確に貯蔵船およびそのブイの場
所をつきとめそれ自体を位置決めして石油漏出の可能性
を最小にしてこの移送を達成することが必要である。

１９７７年１１月１ｓ日発行のｌ５ｌｅｌｓｔ＠ｒ他に
よる米国特許第４．０４ｉ％２４０号に開示されている
ような先行技術の電子ドツキング装置は、海岸に固定し
て設は九桟橋［１１！Ｉして船をドツキングするのに利
用されている。これらの装置くおいて位置情報は桟橋上
に設けられえ装置によ′つて発生され桟橋の親装置から
のドツキング命令とともに表示する大め船に中継される
。ビーム信号はドツキング船をら゛放射されビーコンの
相対角位置を判定する単パルス装置および船の速度を測
定するドツプラー装置によって受信される。桟−に沿っ
て筒数の短ベースバンドパルスレーダ装置が位置決めさ
れておシ浅橋に対するドツキング船の船位を判定する。

単パルス装置の精度および反復度は多通路信号に感応す
るので装置をしばしば照準および較正することが必要で
ある。この手続きは装置のダク゛ンタイムの許容度が非
常に小さい混雑した桟橋では非常にしばしは必要である
。

（３）発明の要約 本発明の原理を実現しているベースバンドレーダドツキ
ング装置は基準ベースバンドパルス信号のシーケンスが
ドツキング（往復）船からドツキング場所（貯蔵船）に
放射される送信装置を備えている。ドツキング船上の第
２送信装置は基準送信から検数の゛時間遅延から一択さ
れ走時間遅砥で基準送信装置の速度から低減した速度で
信号を送信する。ドツキング場所で受信され九基準およ
び遅延信号はドツキング場所の座標系中の既知の場所の
送信装置をトリガしてドツキング船に向かって信号を中
継し戻す。ドツキング船上の受信装置に結合されたレン
ジング装置は、遅延ベースバンドパルス信号の送信と中
継ベースバンドパルス信号の受信の間の時間間隔を測定
することＫよってドツキング船上の送信場所とす継送信
装置の場所の間のレンジを判定する。測定が完了した後
レンジ情報は処理装置に記憶され遅延パルス送信装置、
ＫＩＪガが与えられ、遅延を別の時間遅延に切替えさせ
る。基準ベースバンドパルス信号、および新しく導入し
た時間遅延によって基準シーケンス（Ｄ　ヘ−ス／（７
トハルスから遅延された減速ベースバンドパルス信号は
放射し続け、′新しく導入した時間遅延に対応する。ド
ツキング場所座標系中の場所、の送信装置に対するレン
ジ測定は前述のように行なわれる。ドツキング船上の送
信装置および受信装置場所とドツキング場所の座標系中
の位置の間のレンジ測定はこの態様でドツキング場所の
全選択位置に対するレンジ測定が行なわれるまで行なわ
れ続ける。これらのレンジ測定値はプロセッサによって
使用されてドツキング場所に対するドツキング船の位置
を計算しドツキング命令を発生してドツキング船を所望
の場所に位置決めする。

（４）好適な実施例の説明 本発明の好適な実施例を添付図面を参照して以下説明す
る。

第１図において、往復船上の選択位置２は第２Ａ図のよ
うに隣接して位置決めし九受信装置Ｒ１基準送信装置Ｔ
Ａおよび位置パルス送信装置ＴＱ。

ＭＬ、８．Ｔ　　の場所である。基準ノダルスのシーケ
ンスおよび位置パルスの１つ、例えばＴＱの第２のシー
ケンスは往復船から送信され貯蔵船でその上の選択位置
ＸＫＴｏるアンテナによって受信される。

これらのパルスは論理回路に与えられ該回路はその中に
含まれ九情報を使用してパルスのシーケンスを位置パル
スのシーケンスに対応する位置、例えばこの場合は位置
ＱＫあるアンテナで放射させる。これらの中継パルスは
位置２にある受信アンテナＴ、を介して位置２および９
間のレンジが判定されるし／ジ／グ回路を介して受信装
置に与えられる。位置２と位置Ｒ，Ｓ、およびＴの間の
レンジは同様の態様で逐次判定される。これらの既知の
レンジおよび貯蔵船の座標系中め位置Ｑ、Ｒ，Ｓおよび
Ｔの既知の場所によって貯蔵船に対する往復船の相対位
置を正確に判定することができる。

第３図において、クロック装置（図示せず）からのトリ
ガは端子１１を介して与えられてベースバンド信号発生
装置１２を動作させてドツキング船上のアンテナ１３か
ら放射する基準パルスＴムのシーケンス、を発生する。

このトリガパルスのシー−ケンスは分周回路１４にも与
えられそこからトリガシーケンスの繰返し速度から低減
した繰返し速度、例えばトリガシーケンスの繰返し速度
の児のパルスのシーケンスは、第、２Ｂ図に示すように
遅延ｉを有する遅延線１６を介してアンドゲート１５へ
、遅延２τを有する遅延線１８によってゲート１７へ、
遅延３τを有する遅延＠２２によってゲート２１へ、お
よび遅延４τを有する遅延線２４を介してアンドゲート
２３に与えられる。アンドゲート１５，１７．２１およ
び２３は位置パルス選択装置２５にも結合され、該選択
装置においてプロセッサおよび読出し回路２６から受け
たトリガに応答して符号化信号が発生されて遅延低減繰
返し速度信号の１つを選択しオアゲート２９を介して位
置ベースバンドパルス信号発生装置２７に与える。位置
短パルス発生装置２７によって発生される信号は位置信
号ＴＱ、ＴＲ，Ｔ８およびＴＴとしてドツキング船上の
アンテナ２８から放射され、鋏信号は各々アンテナ１５
からの基準パルスの送信から遅延τ、２τ、５τ、およ
び４丁だけ遅延されている。

第４図において、ドツキング船上の位置２から送信−ａ
れるベースバンドパルス信号シーケンス、基準および位
置は貯蔵場所で位置Ｘにあるアンテナ３１を介して受信
装置５２に与えられ、該受信装置ｄ１９７４年９月２８
日発行のＮ１ｃａｌａｏｎ他による米国４Ｉ＃ｌ！Ｆ第
４９８ｉ％４２２号に開示されているＣＦＡＲタイプの
ものにしてもよい。この受信装置はレンジゲートをパル
ステムの基準シーケンスに同期させてレンジゲート発生
装置３３によってレンジゲートされゐ０位置信号ＴＱの
ほぼτ秒前の時間圧到来する基準信号Ｔｈ　Ｆｉ遅延線
５４を介して与えられそこで時間間隔τの間遅延されア
バランシェトランジスタ５５の入力端子に４見られ、該
トランジスタから時間Ｔより幾分小さい時間幅のパルス
がアンドゲート５６に与えられる。アバランシェトラン
ジスタ３５からパルスを与えるのとほぼ一歓する時間で
受信位置ベースバンドパルス信号は受信装置３２からア
ンドゲート５６にも与えられて作動信号を発生してそこ
から送信装置５７に与え、よってドツキング船に向かっ
て放射する丸めドツキング場所で位置ＱＫあるアンテナ
ｓ８にベースバンドパルス信号を与える。同様の態様で
位置信号Ｔ＋ａ、Ｔ８およびＴＴ　Ｋ対して中継信号が
発生される。これは受信装置５２の出力をさらにアンド
グー）　４１，４２．４５　、遅延線４４，４５．４４
（ｍ線は各々はぼ２τ、Ｓτおよび４τの遅延を与える
）に与えかつアバランシェトランジスタ５１゜５２．５
３を各々遅延線４４，４５．４６と対応するアンドゲー
ト４１，４２．４３の間に結合することによって達成さ
れる。位置および基準信号がアンドゲート４１，４２ｆ
ｉ九は４５の１つの入力端子に埃ゎれる際、作動し九ア
ンドゲートに結合されている送信装置５４．５５または
５６の１つはトリガされよってドツキング船上で各々位
置Ｒ，８およびＴＫあるアンテナ５７．５＋５ま九は５
！０１つを付勢する。

受信装置５２に対するレンジゲートの送信装置基準ベー
スバンドパルス信号ＴＡとの同期ｉ第５図の回路で達成
することができ、該図において再度使用し九参照香号は
第４図で′前に訳した構成要素を示す。アンテナｌ５Ｉ
Ｋよって受信される基準および位置ベースバンドパルス
信号は受信装置墨２のトンネルダイオード検出装置１６
３に与えられ、そこから基準および位置信号の検出は纏
６４゛を介して第４１ｉ１１の中継回路、ＣＦＡＲレジ
スタ６５、およびフリップ７０ツブ７５および７４のク
ロツタ端子に与えられる。レジスタに結合され丸鋸歯状
波発振器６６は加算回路６アを介して電圧制御発振器６
ｍＫ徐々に変化するランプ信号を発生し、皺発振器６・
の出力はレンジゲート発生装置４９をトリガする。基準
ベースバンドパルス信号は位置ベースバンドパルス信号
よりも相轟速い速度で発生されるので、レジスタ６５の
出力レベルにょる鋸歯状波発振器６４の制御は実質的に
基準パルスエムの受信によるものである。レジスタ６５
の出力レベルが予め選択された数の基準ベースバンドパ
ルス信号Ｔムの受信を指示した際鋸歯状波発振器６６の
ランプは増加するのをやめその後電圧制御発振器６８で
ほぼ一定の電圧を維持する。この電圧によって、後述の
微調を除いてレンジゲート発生装置４？に対して基準信
号パルステムとほぼ同期している繰返し速廣が設定され
る。

ＣＦＡＲレジスタからの出力信号はＤフリップ７０ツブ
７ｓおよび７４にも与えられ、該フリッグ７ｏツブはそ
れＫよって所定数のＴム基準信号が検出されるまで不作
動状１１に維持される。レンジゲート発生装置４！から
の出力信号はトンネルダイオード検出装置６３をゲート
し単発マルチ７ｓをトリガし、該単発マルチはその出力
端子を７リツプフロツプ７４°のＤ端子および第２単発
マルチ７４に結合させている。単発マルチ７５はレンジ
ゲートの立上りでトリガされてレンジゲートの時間幅の
半分の間７リツプフロツプ７４のＤ端子に高レベル信号
を与える。この間隔中トンネルダイオード検出装置６３
が信号を検出しフリップフロップ７略が作動し九場合、
加算回路７８を介して７リツ　７０ツグ７４から積分器
７７に正信号が与えられる。積分信号は加算回路６７で
鋸歯電波尭振器６４からの信号に加算されその和は電圧
制御ＩＪＩｉ振器４０に４見られてレンジゲート発生装
置６！からのレンジゲートの細密な位置決めを行なう自
早期ゲート間隔の終抄で単発マルチ７５の立下りは単発
マルチ７４をトリガし、そこからレンジゲートの残夛の
時間＠に対するパルスはツリツブ７０ツブ７ｓのＤ端子
に４見られる。この間隔中トンネルダイオード検出装置
４５によって信号が検出されスリップ７０ツブ７ｓが作
動した場合、加算回路７・を介して積分＠７７に負信号
が与えられる。積分負信号社加算回路４７を介して電圧
制御発振器６畠に与えられてレンジゲート発生装置６ｔ
からのレンジゲートの位置決めの微調整を行なう。

再び第ｑＪにおいて、貯蔵船場所から構成される装置パ
ルスはアンテナ８１を介してドツキング船上で受信遮れ
そこから受信−置ａｔＫ与えられ、該受信装置は前記米
国特許第４９８４４２２号に開示されているトンネルダ
イオード検出装置タイプの−のにして４よい、受信装置
・２からの出力パルスは１９７６年９月７日発行のＲｏ
ｔｓ等による米国特許第４９７９，７４９号に開示され
ているタイプのレンジング回路９０の短パルス発生装置
８ｓＫ与えられる。レンジング、回路９０の動作はＲｏ
ｓｓ等によって十分に説明されているが簡潔に言えば　
ａパルス発生装置８！はタップ伝送線８４の１端を介し
て短パルスを与える。該鐘の他端は最小レンジ決定遍延
線９１を介してバーニヤレフジ発振器８４によってトリ
ガされる短パルス発生ｆＩ筺８５からパルスを受ける。

バーニヤレンジ発振器８４ｉｊレンジゲート発生装置８
７および粗レンジ選択装置８８によってｍｓされる。し
／ジゲート発生装置８７からのレンジゲートはオアゲー
ト２９の出力端子からのトリガパルスに応答して受信装
置８２およびバーニヤレンジ発振＠８４に与えられ、粗
レンジセツティングに対する命令はプロセッサ２６から
＠ａｔを介して粗レンジ選択装置８１１に与えられる。

短パルス発生装置８ｆｓ、８５からのパルスが伝送線８
４上のタップ、例えばタッグ９３で合流し九−バーニヤ
モジュール９４はロッキング発生装置９５に信号を与え
、該発生装置から合流が生じたことを指示する信号は＠
９６を介してプロセッサ２４に伝送される。バーニヤモ
ジュール９４ｉｊさらＫＩＩ９７を介してプロセッサ２
６に信号を与えて合流が生じたタップを識別する。ロッ
クオンの後それが生じたタップがプロセッサ２４によっ
て認識された後、リセット信号はそこから線９８を介し
てバーニヤモジュール９４１Ｃ与えられ１次のレンジ測
定を行なう後続の位置信号を選択する信号は線９９を介
して位置パルス選択装置２５に与えられる。

位置パルス選択装［１２５として使用することのできる
回路を第６図に示す。トグルフリップフロップ１０２お
よび１０３Ｆｉ最初に第７図のように曲線１０２１およ
び１０５ａ上のＴ、に先立って高状態にセットされてい
る。トリガパルスの高から低への遷移が線９９を介して
プロセッサ２６から７リツプフロツプ１０２のクロック
端子に与えられた際計７リツプ７０ツブは高状廖から低
状ＩＩＩＫトグルする。

クリップ７０ツブ１０２の出力端子は７リツプフロツプ
１０ｉＳのクロック端子に結合されているのでこの高か
ら低への遷移によってフリップフロップ１０５４高状態
から像状１１Ｋ）グルし、よって低レベル信号をアンド
ゲート１０４０反転端子に与えて高レベル信号がその出
力端子からＤ７リツ、ラフ０ツブ１１０のＤ端子に与え
られるようｋする（”０ａ）ａクリップ７０ツブ１０２
および１０５の出力端子の低レベル信号はＤクリップ７
０ツブ１１１，１１２および１１５に対するＤ端子に各
々結合され九ア／トゲ−）　１０５，１０４および１０
７の出力端子を低レベル状態に維持する。線？９上のト
リガパルスはフリップ７０ツグ１１０〈１１３の各々の
クロック端子にも与えられ、皺端子の各々は低から高へ
の遷移でクロッヤングする。時間Ｔ、で低から高へのト
リガパルスの遷移はフリップ７０ツブ１１０の出力端子
ＫＤ端子の高レベル信号を調時し、低レベル信号は曲線
１１０１〜１１５ａ上で示すように７リツプ７０ツブ１
１１〜１１５の出力端子に調時され、これは動作の１１
１１１１４を介してアンドゲート１５に信号を与える。

時間Ｔ、でトリガパルスの立上りが現わ゛れてクリップ
７０ツブ１０２を低状態から高状１１１Ｋ）グルさせよ
って各々ア／トゲ−）　１０４およびＩＱ６０反転端子
１０４ａおよび１０６ａを介して、および各各アンドゲ
ート１０５および１０７の端子１０５ａおよび１０７ａ
を介して高レベル信号を与える。これは低から高への遷
移なので７リツプフ、ロッゾ１０ｓはトグルされず各々
アンドゲート１０４および１０５の反転端子１０４ｂお
よび１０５ｂ、およびアンドグー）１０４オｊび１０７
ノｊｌｌｌｔ子１０６ｂオヨび１ｏ７ｂテは低レベル信
号のｔｔであって、アンドゲート１υ５の出力端子で高
レベル信号を、およびアンドグー）ＩＱ４，１０４およ
び１０７で低レベル信号を発生する０時間Ｔ４で、トリ
ガパルスの立下りの低から高への遷移はＤ　７　リップ
フロップ１１１のＤ端子で現われる嵩レベル信号をその
出力端子に、およびフリップフロップ１１０．１１２　
ｐよび１１３のＤｆｉ子で現われる低レベル信号をその
出力端子に調時して４１１５を介してアンドゲート１７
に高レベル作動信号を与える。このプロセスは全アンド
ゲート１５．１７．２１および２ｓが作動され全レンジ
測定が行なわれるまで継続される。フリップフロップ１
１０〜１１５の各瞬時の出力状態＃１ｉｉ１１１４ａ〜
１１７１によってプロセッサ２４に与えられて作動され
たアンドゲート１５，１７．２１および２５のうちの１
つのアンドゲートを識別する。ドツキング場所の場所Ｘ
とドツキング場所の４つの位置Ｑ、Ｒ，ＳｔたはＴ（第
１図参照）の１つの間の全レンジ測定によって、プロセ
ッサ２６がドツキング場所に対するドツキング船の瞬時
相対位置に対して連続して解くのに十分な情報が与えら
れる。

本発明の好適な実施例を説明したが、使用し九言葉は説
明のためで限定する奄のではなくまた広い見地から本発
明の真の範囲と精神から逸脱することなく特許請求の範
囲内の変更が可能であることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は往復船および貯蔵船上の受信装置およ　　　・
び送信装置の相対的位置決めを概略的に示し、第２Ａ図
はドツキング船上の送信装置および受信装置の可能な位
置決めを示し、第２Ｂ図はドツキング船から送信される
信号間の相対時間遅延を示す図、第３図はドツキング船
上の送信および受信装置の部分的に概略的なブロック図
、第４図はドツキング場所の送信および受信装置の図、
＃！５図は本発明を実施する際に使用することのできる
レンジゲート発生装置のブロック図、第６図は本発明を
実施する際に使用することのできる特定のパルス位置選
択装置を示す図、第７図は第６図の動作を説明する際に
有用な一連の波形を示す。 図中、１２・・・基準ベースバンド信号発生装置、１４
・・・分周回路、２５・・・位置パルス選択装置。 ２６・・プロセッサおよび読出し回路、２７・・・位置
ベースバンド信号発生装置、８２・・・受信装置、８！
Ｓ、８５・・・短パルス発生ｉｔ、８６・・・バーニヤ
レンジ発振器、８７・・・レンジゲート発生装置、８８
・・・粗しンジＭ？装置、９４・・・バーニヤモジュー
ル、９５・・・ロッキング発生装置。 籍許出願人代理人　飯　１）伸　行　、゛ＦＩＧ、２Ａ
。 Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　所定場所の所定位置に乗物を案内するベースバン
   ド・レーダ・ドツキング装置において、基準ベースバン
   ドパルス信号のシーケンスを送信する上記乗物上の手段
   と、受信トリガパルスに応答して符号化作動信号のシー
   ケンスを発生する手段と、上記基準ベースバンド信号お
   よび上記符号化作動信号に応答して上記符号化作動信号
   の１つくよって複数の時間遅延から選択された時間遅延
   だけ上記基準ベースバンドパルス信号に対して時間遅延
   され九複数の位置ベースバンドパルス信号を送信する上
   記乗物上の手段と、上記基準ベースバンドパルス信号お
   よび上記位置ベースバンドパルス信号の受信に応答して
   それから信号を送信する上記所定場所の中継手段と、上
   記位置ベースバンドパルス発生手段に結合されており上
   記中継手段から上記送信装置信号を受信して上記位置ベ
   ースバンドパルス信号の上記送信と上記中継手段から受
   信された上記信号の間の推移時間を表わす信号を発生す
   るレンジング手段と、上記レンジング手段および上記符
   号化作動信号子＃に結合されて上記レンジング手段から
   の上記推移時間信号を処理して上記所定場所に対する上
   記乗物の相対位置を判定しかつ上記トリガパルスを発生
   して推移時間を表わす信号の受信の際上記符号化作動信
   号を変更する手段とを備えていることを特徴とする上記
   装置。 Ｌ　特許請求の範囲第１項に記載のベースバンド・レー
   ダ・ドツキング装置において、上記中継手段は、上記基
   準および位置ベースバンドパルス信号を受信する手段と
   、上記受信手段に結合されて上記基準パルス信号の受信
   から予め選択し走時間遅延でゲート信号を発生する手段
   と、上記受信手段および上記ゲート信号手段に結合され
   て位置ベースバンドパルス信号およびゲート信号がほぼ
   同時にそれに与えられた際その出力端子に信号を発生す
   るゲート手段と、上記ゲート手段の上記出力端子の上記
   信号に応答してベースバンドパルス信号を送信する手段
   とを備えていることを特徴とする上記装置。 五　特許請求の範囲第１項または第２項に記載のベース
   バンド・レーダ・ドツキング装置において、さらに１上
   記受信手＃に結合されて所定数の受信基準ベースバンド
   パルス信号によって決定される時間幅に対してランプ信
   号を発生する手段と、上記ランプ信号手１１１に結合さ
   れて上記ランプ信号の信号レベルに従つえ繰返し速度を
   有するパルスのシーケンスを発生する発振手段と、上記
   発振手段に応答して所定時間幅のパルスを発生するパル
   ス手段と、上記パルス手段によって発生されるパルスの
   ＃１は開始時に開始し上記所定時間幅のほぼイの時間幅
   を有するパルスを発生しかつ上記パルス手段からの上記
   パルスの終了時に終了し上記所定時間幅のＨＫ　＃１ぼ
   等しい時間幅を有するパルスを発生する早期／遅れゲー
   ト手段と、上記早期／遅れゲート手段、上記受信手段お
   よび上記発振手段に結合されて上記所定数の基準ベース
   バンドパルス信号が受信された後上記発振手段に信号を
   発生して上記早期／遅れゲートパルスおよび上記基準ベ
   ースバンドパルス信号に応答して上記繰返し周波数を微
   調整する手段とを備えてｂるレンジゲート手段を備えて
   いることを特徴とする上記装置。 屯　特許請求の範囲第５項に記載のベースバンドレーダ
   ・ドツキング装置において、上記早期７遍れゲート手段
   は、上記パルス発生手段に結合され九トリガ入力および
   上記微調整手段に結合されえ出力端子を有している第１
   単発マルチと、上記第１単発マルチの上記出力端子に結
   合され九トリガ入力端子および上記微調警手ｌｋＫ結合
   さにた出力端子を有している第２単発マルチとを備えて
   おり、上記第１単発マルチは上記パルス発生手段からの
   上記パルスの立上りでトリガされて上記パルス発生手段
   からの上記パルスの上記所定時間幅の％にはぼ等し１幅
   のパルスを発生し、上記第２単発マルチは上記第１単発
   マルチからの上記パルスの終シでトリガされて上記パル
   ス発生手段からの上記パルスの上記所定時間幅の％にほ
   ぼ等し１幅のパルスを発生することを特徴とする上記装
   置。