JPS5853783A - 船舶用速度測定装置 - Google Patents
船舶用速度測定装置Info
- Publication number
- JPS5853783A JPS5853783A JP56152799A JP15279981A JPS5853783A JP S5853783 A JPS5853783 A JP S5853783A JP 56152799 A JP56152799 A JP 56152799A JP 15279981 A JP15279981 A JP 15279981A JP S5853783 A JPS5853783 A JP S5853783A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ship
- speed
- bow
- measuring device
- ultrasonic beam
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
- G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
- G01S15/60—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ドプラ効果を利用した船舶用速度測定装置に
係り、特に船舶の前後方向もしくは左右方向の速度成分
を求める場合の処理方法の改善に関する。
係り、特に船舶の前後方向もしくは左右方向の速度成分
を求める場合の処理方法の改善に関する。
ドプラ効果を利用した船舶用速度測定装置は。
一般にドプラ・ソナーの名で広く使用されている。この
種の船舶用速度測定装置は９周知のように、船舶より一
定の俯角を有する超音波ビームを発射し、この発射され
た超音波信号の周波数と反射信号の周波数との間に、船
速に比例したドプラ周波数の変化が生じる事に依存して
。
種の船舶用速度測定装置は９周知のように、船舶より一
定の俯角を有する超音波ビームを発射し、この発射され
た超音波信号の周波数と反射信号の周波数との間に、船
速に比例したドプラ周波数の変化が生じる事に依存して
。
船速を測定するものである。従って９通常この種の装置
において、送受波器は船底部に固定されており、しかも
超音波ビーム発射方向は船首方向およびそれと直交する
左右方向に一致し。
において、送受波器は船底部に固定されており、しかも
超音波ビーム発射方向は船首方向およびそれと直交する
左右方向に一致し。
しかも測足値の変動を軽減するため超音波ビーム発射方
向の速度成分に対して平均化処理を行って安定な船速を
表示するよう構成されている〇しかしながら、船舶のよ
うな質量の大きな物体の荒天時における運動を考えた場
合、船首方向（超音波ビーム発射方向）の変動量は、そ
の速度ベクトル方向の変動量と一致しなくなるため、従
来の超音波ビーム発射方向の速度成分に対する平均化処
理を行う方式では誤差が生じる難点がある。
向の速度成分に対して平均化処理を行って安定な船速を
表示するよう構成されている〇しかしながら、船舶のよ
うな質量の大きな物体の荒天時における運動を考えた場
合、船首方向（超音波ビーム発射方向）の変動量は、そ
の速度ベクトル方向の変動量と一致しなくなるため、従
来の超音波ビーム発射方向の速度成分に対する平均化処
理を行う方式では誤差が生じる難点がある。
また、このような平均化処理を行う従来装置でに、超音
波、ビーム発射方向の変化による速度成分の変動と、ド
プラ偏移周波数検出系に基づく速度成分の変動量の区別
ができないため、それぞれ最適な平均化処理時間を取る
ことができない。従り象、荒天時等に安定な船速を得よ
うとする場合、超音波ビーム発射方向の変動周期よりも
充分に長い平均化処理時間が必要になり。
波、ビーム発射方向の変化による速度成分の変動と、ド
プラ偏移周波数検出系に基づく速度成分の変動量の区別
ができないため、それぞれ最適な平均化処理時間を取る
ことができない。従り象、荒天時等に安定な船速を得よ
うとする場合、超音波ビーム発射方向の変動周期よりも
充分に長い平均化処理時間が必要になり。
この几め船舶の加速度に対する追従性を悪化させる欠点
がめる。
がめる。
本発明は、前述した従来の船舶用速度測定装置の問題点
を全て克服すべく提案されたもので。
を全て克服すべく提案されたもので。
その目的とするところは、超音波ビーム発射方向の速度
成分を一旦緯度経度を基準とした絶対座標系に座標変換
し、この座標系にて平均化処理を行った後、船首方向の
平公気理【シ求めた平均船首方向を基準とする産品に変
換することによ、す、船首方向（超音波ビーム発射方向
〕の変動量が速度ベクトル方向の変動量と一致しない場
合の誤差を除き、併せて各平均化処理時間を独立して最
適化でき、加速度に対する追従性を損うことなく安定し
た船速を表示し得るよう改善した船舶用速度測定装置全
提供するにある。
成分を一旦緯度経度を基準とした絶対座標系に座標変換
し、この座標系にて平均化処理を行った後、船首方向の
平公気理【シ求めた平均船首方向を基準とする産品に変
換することによ、す、船首方向（超音波ビーム発射方向
〕の変動量が速度ベクトル方向の変動量と一致しない場
合の誤差を除き、併せて各平均化処理時間を独立して最
適化でき、加速度に対する追従性を損うことなく安定し
た船速を表示し得るよう改善した船舶用速度測定装置全
提供するにある。
次に１本発明に係る船舶用速度測定装置の実施例につき
、添付図面を参照して説明する。
、添付図面を参照して説明する。
第１図は２本発明装置の一実施例を示すブロック回路図
でおる。第１図において、ｌは送信部、２および３Ｆｉ
送受切換部＃ ４および５Ｆｉ送受波器、６および７Ｆ
ｉ受信部、８および９は周波数検出部、 １０に演算部
、１１はジャイロコンパ、スそして１２は表示部をそれ
ぞれ示す。
でおる。第１図において、ｌは送信部、２および３Ｆｉ
送受切換部＃ ４および５Ｆｉ送受波器、６および７Ｆ
ｉ受信部、８および９は周波数検出部、 １０に演算部
、１１はジャイロコンパ、スそして１２は表示部をそれ
ぞれ示す。
なお、第１図において、送受波器４は船首方向に指向さ
れ、送受波器５は右舷方向に指向されているものとする
。
れ、送受波器５は右舷方向に指向されているものとする
。
次に、第１図に示す回路の動作について説明する。
まず、送信部１で発生したパルス状の超音波信号（超音
波ビームンは、送受切換部２．３を介して送受波器４，
５よりそれぞれ船首方向と右舷方向とに水平面より一定
や俯角を持って発射される。このように所定方向に発射
され次超音波偏号ニ１、水底もしく打水中より散乱反射
されると共に各方向の反射信号は送受波器４．５で電気
信号に変換された後、送受切換部２．３を介して受信部
６．７に入力される。受信部６゜７に入力された信号は
、所定のレベルまで増幅され、Ｊ６波数検出ｓ８．９に
より各方向−のドプラ偏移周波数が検出され、この検＃
１信号が演算部ｌＯへ導入される。一方、ジャイセ、コ
／−（ス１１からの船首方位角検出信号も同時に演算ｓ
１Ｇへ堆う込まれる。
波ビームンは、送受切換部２．３を介して送受波器４，
５よりそれぞれ船首方向と右舷方向とに水平面より一定
や俯角を持って発射される。このように所定方向に発射
され次超音波偏号ニ１、水底もしく打水中より散乱反射
されると共に各方向の反射信号は送受波器４．５で電気
信号に変換された後、送受切換部２．３を介して受信部
６．７に入力される。受信部６゜７に入力された信号は
、所定のレベルまで増幅され、Ｊ６波数検出ｓ８．９に
より各方向−のドプラ偏移周波数が検出され、この検＃
１信号が演算部ｌＯへ導入される。一方、ジャイセ、コ
／−（ス１１からの船首方位角検出信号も同時に演算ｓ
１Ｇへ堆う込まれる。
第２図は、前記演算部１０に、おける演算動作を示す概
念図である。すなわち、第２図において。
念図である。すなわち、第２図において。
ｙｌｄ船首方向、：ｅｒｉ右舷方向を示し８前後左右で
ｘｙ座標を構成する。またｅＹＦｉ真北方向。
ｘｙ座標を構成する。またｅＹＦｉ真北方向。
Ｘは真東方向を示し、東西南北でＸＹ座標を構成する。
さらに、■は船舶の速度ベクトルを表わし、 Ｖｇに２
万同成分、■ｙはＸ方向成分、 ＶｘはＸ方向成分、ｖ
ｙはＹ方向成分をそれぞれ表わす。
万同成分、■ｙはＸ方向成分、 ＶｘはＸ方向成分、ｖ
ｙはＹ方向成分をそれぞれ表わす。
そして、Ｂは真北よりの船首方向角でるる。
しかるに、演算部ｌＯでは、まず周波数検出部８．９で
得られた船首方向のドプラ偏移周波数／ｄｙおよび右舷
方向のドプラ偏移周波数ｆｄｘよ、す、前記Ｖｙお工び
Ｖｘ ｔ′次式にＪ：り算用する。
得られた船首方向のドプラ偏移周波数／ｄｙおよび右舷
方向のドプラ偏移周波数ｆｄｘよ、す、前記Ｖｙお工び
Ｖｘ ｔ′次式にＪ：り算用する。
但し、１０ ：送信周波数
Ｃ：水中の音速
０ ；超音波ビームの俯角
前記式（１） 、 （２）により得られたＶｘ 、Ｖｙ
およびこの時の船首方位角Ｂを使用して、ｘｙ座標より
ｘｙ座標への座標変換を行えば、 Ｖｘ、Ｖｙは次式％
式％ （３） （４） なお、前記式（３） 、 （４）におイテ、 Ｖｘ、
Ｖｙ オＬびＢは、第１図に示す回路における送信毎の
測定値であるから、前記式（３） 、 （４）で算出さ
れるＶｘ。
およびこの時の船首方位角Ｂを使用して、ｘｙ座標より
ｘｙ座標への座標変換を行えば、 Ｖｘ、Ｖｙは次式％
式％ （３） （４） なお、前記式（３） 、 （４）におイテ、 Ｖｘ、
Ｖｙ オＬびＢは、第１図に示す回路における送信毎の
測定値であるから、前記式（３） 、 （４）で算出さ
れるＶｘ。
ｖｙＫは、船首方向の変動量と船舶の速度ベクトル方向
の変動量が一致しないことによる誤差は含まれていない
。
の変動量が一致しないことによる誤差は含まれていない
。
そこで１次に、Ｙ方向成分の平均値１（ｖｙ、ｘ方向成
分の平均値を６．船首方位角の平均値を１として座標変
換を行い、ｙ方向成分の平均値６およびＸ方向成分の平
均値６を求めると次式％式％ （５） （６） （７） （９） Ｎ、Ｍは平均化の定数 このようにして、演算部１０では、最終的に前記式（５
） 、 （６）に基づく演算を行い、得られた石。
分の平均値を６．船首方位角の平均値を１として座標変
換を行い、ｙ方向成分の平均値６およびＸ方向成分の平
均値６を求めると次式％式％ （５） （６） （７） （９） Ｎ、Ｍは平均化の定数 このようにして、演算部１０では、最終的に前記式（５
） 、 （６）に基づく演算を行い、得られた石。
Ｖ；を表示部１２により表示する。
従って９本発明によれば、前記式（５）〜（９）からも
明らかなように、船首方向の変動量が船舶の速度ベクト
ル変動量と一致しない場合の誤差を除き、併せて船首方
向の変動により速度成分の変動を軽減する友めの平均化
処理時間Ｍと、ドプラ偏移周波数検出系【偽づく速度成
分の変動を軽減するための平均化処理時間Ｎとを独立に
最適化できるため、加速度に対する追従性を損５うこと
なく安定な船速を測定することができる。
明らかなように、船首方向の変動量が船舶の速度ベクト
ル変動量と一致しない場合の誤差を除き、併せて船首方
向の変動により速度成分の変動を軽減する友めの平均化
処理時間Ｍと、ドプラ偏移周波数検出系【偽づく速度成
分の変動を軽減するための平均化処理時間Ｎとを独立に
最適化できるため、加速度に対する追従性を損５うこと
なく安定な船速を測定することができる。
前述した実施例から明らかなように９本発明によれば、
演算部において前述し友ような演算処理管・行うことに
より、船首方向の変動量が船舶の速度ベクトル方向の変
動量と一致しない場合の誤差を除去し、また荒天時でも
加速度に対する追従性を悪化させることなく、安定な速
度を測定することができ、この種装置の性能の向上と共
に信頼性を高めることができる。
演算部において前述し友ような演算処理管・行うことに
より、船首方向の変動量が船舶の速度ベクトル方向の変
動量と一致しない場合の誤差を除去し、また荒天時でも
加速度に対する追従性を悪化させることなく、安定な速
度を測定することができ、この種装置の性能の向上と共
に信頼性を高めることができる。
なお、前述した実施例においてに、超音波ビームの発射
方向が船首方向と右舷方向とに指向されている場合につ
いて説明したが、超音波ビームの発射方向を変更しても
前記実施例と同様の効果が得られることは勿論でらる。
方向が船首方向と右舷方向とに指向されている場合につ
いて説明したが、超音波ビームの発射方向を変更しても
前記実施例と同様の効果が得られることは勿論でらる。
また９前後左右方向に超音波ビームを発射する場合（Ｊ
ＡＮＵＳ方式）にも９本発明装置を応用し得ることは勿
論でおる。
ＡＮＵＳ方式）にも９本発明装置を応用し得ることは勿
論でおる。
第１図は本発明に係る船舶用速度測定装置の一芙施例を
示すブロック回路図、第２図は第１図に示す回路の動作
を示す概念図である。 ｌ・・・送信部、２．３・・・送受切換部、４．５・・
・送受波器、６，７・・・受信部、８，９・・・周波数
検出部。 １０・・・演３［ｆｌ、 ｏ・・・ジャイロコンノくス
、１２・・・表示部Ｏ 特許出願人 日本無線株式会社
示すブロック回路図、第２図は第１図に示す回路の動作
を示す概念図である。 ｌ・・・送信部、２．３・・・送受切換部、４．５・・
・送受波器、６，７・・・受信部、８，９・・・周波数
検出部。 １０・・・演３［ｆｌ、 ｏ・・・ジャイロコンノくス
、１２・・・表示部Ｏ 特許出願人 日本無線株式会社
Claims (1)
- （１） 船舶よシ所定方向に一定の俯角を有する超音
波ビームを発射してドプラ効果により船速を測定するよ
う構成した船舶用速度測定装置において９反射信号のド
プラ偏移周波数より得られる超音波ビーム発射方向の速
度成分を。 絶対座標系に座標変換してこの座標系にて平均化処理°
を行い９次いで超音波ビーム発射方向の方位角の平均値
を基準とする座標系に座標変換する演算部を設けたこと
を特徴とする船舶用速度測定装置。 （２、特許請求の範囲第１項記載の船舶用速度測定装置
ＫＧいて、超音波ビームを船首方向およびこれと直角方
向の二方向に発射し、各方向のドプラ偏移周波数を検出
して演算部へ導入し、船舶の前後方向あるいは左右方向
の速度またはその合成速度を算出してなる船舶用速度測
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56152799A JPS5853783A (ja) | 1981-09-26 | 1981-09-26 | 船舶用速度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56152799A JPS5853783A (ja) | 1981-09-26 | 1981-09-26 | 船舶用速度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5853783A true JPS5853783A (ja) | 1983-03-30 |
| JPS6336476B2 JPS6336476B2 (ja) | 1988-07-20 |
Family
ID=15548399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56152799A Granted JPS5853783A (ja) | 1981-09-26 | 1981-09-26 | 船舶用速度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5853783A (ja) |
-
1981
- 1981-09-26 JP JP56152799A patent/JPS5853783A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6336476B2 (ja) | 1988-07-20 |
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