JPS6230975A - 音響測位装置 - Google Patents
音響測位装置Info
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- JPS6230975A JPS6230975A JP60170621A JP17062185A JPS6230975A JP S6230975 A JPS6230975 A JP S6230975A JP 60170621 A JP60170621 A JP 60170621A JP 17062185 A JP17062185 A JP 17062185A JP S6230975 A JPS6230975 A JP S6230975A
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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】
（差業上の利用分野）
本発明は海中の音響測位装置に関し、特に潜水船、航走
体、曳航体などの潜水手段に搭載され潜水手段の運動検
知を行なってその位置を求め、位置の明確なトランスポ
ンダと潜水手段との距離の計測値により潜水手段の位置
の補正をして、常時潜水手段の位置を求める音響測位装
置に関する。
体、曳航体などの潜水手段に搭載され潜水手段の運動検
知を行なってその位置を求め、位置の明確なトランスポ
ンダと潜水手段との距離の計測値により潜水手段の位置
の補正をして、常時潜水手段の位置を求める音響測位装
置に関する。
（従来の技術）
従来、水中を航走する潜水船などの位置をＮ［副すると
きは、音波の伝搬を利用した位置計（１１１１装置を使
用している。
きは、音波の伝搬を利用した位置計（１１１１装置を使
用している。
この方法の一つとして、まず海底に複数間のトランスポ
ンダを設置し、潜水船に搭載された位置計測装置（すな
わち潜水船）とトランスポンダとの距離を音波で計測す
ると共１こ、潜水船の深度を圧力計などで計測し、それ
らの結果から潜水船の位置を間欠的番こ求めている。さ
らに潜水船の動きをドブブラソーナーと３軸ジヤイロ装
置との組合せまたは慣性装置からあらかじめ定められた
基準に対する角度とその角速度と潜水船の速度といった
運動情報も計測する。そしてこれにより間欠的に求まる
潜水船の位置相互間の補間を、カルマンフィルタで構成
されるデータの処理装置に１間欠的に求まる潜水船の位
置と連続的に求まる潜水船の位置と連続的番こ求まる潜
水船の運動情報・深度情報を入力して連続した潜水船の
推測位置が求められる。
ンダを設置し、潜水船に搭載された位置計測装置（すな
わち潜水船）とトランスポンダとの距離を音波で計測す
ると共１こ、潜水船の深度を圧力計などで計測し、それ
らの結果から潜水船の位置を間欠的番こ求めている。さ
らに潜水船の動きをドブブラソーナーと３軸ジヤイロ装
置との組合せまたは慣性装置からあらかじめ定められた
基準に対する角度とその角速度と潜水船の速度といった
運動情報も計測する。そしてこれにより間欠的に求まる
潜水船の位置相互間の補間を、カルマンフィルタで構成
されるデータの処理装置に１間欠的に求まる潜水船の位
置と連続的に求まる潜水船の位置と連続的番こ求まる潜
水船の運動情報・深度情報を入力して連続した潜水船の
推測位置が求められる。
このうち潜水船の位置については、複数個のトランスポ
ンダから潜水船までの距離の（ｉ４号が一個しか得られ
ないときには潜水船の位置が幾何学的に求まらないので
捨てている。
ンダから潜水船までの距離の（ｉ４号が一個しか得られ
ないときには潜水船の位置が幾何学的に求まらないので
捨てている。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明が解決しようとする従来の技術の問題点は上述の
ように、トランスポンダと潜水船との距離の信号が一個
しか得られないときには潜水船の位置が幾何学的に求ま
らないので捨てて２つ、このような状況が連続すると潜
水船の海底に対する位置が確認できなくなるという点に
ある。
ように、トランスポンダと潜水船との距離の信号が一個
しか得られないときには潜水船の位置が幾何学的に求ま
らないので捨てて２つ、このような状況が連続すると潜
水船の海底に対する位置が確認できなくなるという点に
ある。
従って本発明の目的は、上記欠点を解決した音響測位装
置を提供することにある。
置を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明の音響測位装置は、潜水手段１こ搭載され。
海底１こ設置された少なくとも１個のトランスポンダと
の直距離を計測し前記潜水手段の位置を検出する音響測
位装置において。
の直距離を計測し前記潜水手段の位置を検出する音響測
位装置において。
前記潜水手段の運動情報であるあらかじめ定められた基
準（こ対する角度とその角速度と前記潜水手段の速度と
を検出する運動検知手段と、前記運動検知手段から得ら
れる前記運動情報を入力し速度信号を出力゛−ｒ６座標
変換手段と、あらかじめ位置が明確になっている少なく
とも１個の海中のトランスポンダに質問音波信号を送出
し前記トランスポンダから応答音波信号を受信しその所
要時間から前記潜水手段と前記トランスポンダとの直距
離を示す直距離信号を出力する距離側手段と、前記座標
変換手段から得られる前記潜水手段の前記速度信号を入
力して前ｅｍ水手段の推測位置を計算し前記トランスポ
ンダの位置と前記推測位置とから海中のトランスポンダ
までの予測直距離を求め、前記距離計測手段ハら得られ
る海中の前記トランスポンダまでのｉｎ距離を示す直距
離信号を入力して前記直距離と前記予測直距離との差に
基づいて推測位置の誤差修正隨を計算し前記潜水手段の
位置の誤差を修正するデータ処理手段とを備えて構成さ
れる。
準（こ対する角度とその角速度と前記潜水手段の速度と
を検出する運動検知手段と、前記運動検知手段から得ら
れる前記運動情報を入力し速度信号を出力゛−ｒ６座標
変換手段と、あらかじめ位置が明確になっている少なく
とも１個の海中のトランスポンダに質問音波信号を送出
し前記トランスポンダから応答音波信号を受信しその所
要時間から前記潜水手段と前記トランスポンダとの直距
離を示す直距離信号を出力する距離側手段と、前記座標
変換手段から得られる前記潜水手段の前記速度信号を入
力して前ｅｍ水手段の推測位置を計算し前記トランスポ
ンダの位置と前記推測位置とから海中のトランスポンダ
までの予測直距離を求め、前記距離計測手段ハら得られ
る海中の前記トランスポンダまでのｉｎ距離を示す直距
離信号を入力して前記直距離と前記予測直距離との差に
基づいて推測位置の誤差修正隨を計算し前記潜水手段の
位置の誤差を修正するデータ処理手段とを備えて構成さ
れる。
（実施例）
次に本発明について実施例を示°を図面を参照し−５，
− て詳細に説明する。第１図は本発明の−、実施例の構成
を示すブロック図、第２図は本発明における潜水船と海
底の一定点との距離を検出した時点での位置の修正結果
を示す説明図、第３図は第２図の更新点から未来に向っ
て不連続点のないよう潜水船の航程の平滑修正結果を示
す説明図、第４図は第２図は前回の更新点から今回の更
新点に向って不連続点のないよう潜水船の航程の平滑修
正結果を示す説明図である。
− て詳細に説明する。第１図は本発明の−、実施例の構成
を示すブロック図、第２図は本発明における潜水船と海
底の一定点との距離を検出した時点での位置の修正結果
を示す説明図、第３図は第２図の更新点から未来に向っ
て不連続点のないよう潜水船の航程の平滑修正結果を示
す説明図、第４図は第２図は前回の更新点から今回の更
新点に向って不連続点のないよう潜水船の航程の平滑修
正結果を示す説明図である。
まず本発明の実施例の概要について説明する。
第２図を見るに、潜水船が進行方向２０人から進行方向
２０Ｂを通過するまでの航程に２いて誤差を含んだ潜水
船の推測位置３１〜３３で表わされるようにすれば、誤
差を含む潜水船の最初の位置２１は、潜水船が航走する
に従って運動検知手段から潜水船のロール・ピッチ・ヨ
ウのようにあらかじめ定められた基準（ロール・ビヴチ
ｌこ対【７ては垂直軸を基準としヨウに対しては真北方
向を基準とする）に７１する角変とその角速度と潜水船
の速度ど深度とのデータから、潜水船の推測位置６一 ３１が求められる。トランスポンダ４１と潜水船との距
離４１人が求められると、潜水船の位置はトランスポン
ダ４１を中心とするほぼ球殻の一点として表わされその
穀の厚さが誤差を示している。
２０Ｂを通過するまでの航程に２いて誤差を含んだ潜水
船の推測位置３１〜３３で表わされるようにすれば、誤
差を含む潜水船の最初の位置２１は、潜水船が航走する
に従って運動検知手段から潜水船のロール・ピッチ・ヨ
ウのようにあらかじめ定められた基準（ロール・ビヴチ
ｌこ対【７ては垂直軸を基準としヨウに対しては真北方
向を基準とする）に７１する角変とその角速度と潜水船
の速度ど深度とのデータから、潜水船の推測位置６一 ３１が求められる。トランスポンダ４１と潜水船との距
離４１人が求められると、潜水船の位置はトランスポン
ダ４１を中心とするほぼ球殻の一点として表わされその
穀の厚さが誤差を示している。
その時点で、トランスポンダ４１から潜水船までの距離
４１Ｎの観測値ｒｌ と更新点の推測位置２２の推測値
Ｘトとを用いて、第一の更新点における潜水船の位置の
更新値Ｘ１＋を求める。
４１Ｎの観測値ｒｌ と更新点の推測位置２２の推測値
Ｘトとを用いて、第一の更新点における潜水船の位置の
更新値Ｘ１＋を求める。
推測位置２２の推測値ＸＩ−は、あらかじめ定められた
座標系にぶいて ””−＝（ｘｌ−ｓ Ｙｌ−ａ Ｚｌ−）であられさ
れ、間欠的に得られるトランスポンダ４１と潜水船との
距離４１Ａの観測値ｒｌの予測１はＸｌ−から座標変換
により求められ、ｒｌ−＝Ｒ（Ｘｌ−） となる。な２Ｒは座標変換式から導びかれる関数である
。そのときの推測位置２２に対する誤差修正量δＸｌ
は、周囲雑音等から得られるベクトル係数をＫとすれば δＸｓ ＝Ｋ ａ Ｍｉｎ （ｒｓ −ｒ、）となる。
座標系にぶいて ””−＝（ｘｌ−ｓ Ｙｌ−ａ Ｚｌ−）であられさ
れ、間欠的に得られるトランスポンダ４１と潜水船との
距離４１Ａの観測値ｒｌの予測１はＸｌ−から座標変換
により求められ、ｒｌ−＝Ｒ（Ｘｌ−） となる。な２Ｒは座標変換式から導びかれる関数である
。そのときの推測位置２２に対する誤差修正量δＸｌ
は、周囲雑音等から得られるベクトル係数をＫとすれば δＸｓ ＝Ｋ ａ Ｍｉｎ （ｒｓ −ｒ、）となる。
従って更新値ＸＩ＋
Ｘｔ ＋ ＝＋ Ｘｓ −−δＸ！
となり潜水船の更新位１ｊｔ２３を求めることができる
。
。
次ｌこ、潜水船が航走するＩこ従って上述と同様な方法
でトランスポンダ４２から潜水船までの距離範囲４２Ａ
と潜水船の推測位置３２が求められる。
でトランスポンダ４２から潜水船までの距離範囲４２Ａ
と潜水船の推測位置３２が求められる。
その時点で、トランスポンダ４２から潜水船までの距離
範囲４２Ａと修正点の推測位置３２とを用いて第二の更
新点として潜水船の推測位置の修正を行う。
範囲４２Ａと修正点の推測位置３２とを用いて第二の更
新点として潜水船の推測位置の修正を行う。
第二の更新点では、トランスポンダ４２から潜水船まで
の距離４２Ａの観測値「スと更新点の推測位置２４の推
測値Ｘ２− とを用いて、第二の更新点に君ける潜水船
の位置の更新値Ｘ２＋ を求める。その結果は第一の（
１点の場合と同様に、更新値Ｘ２＋は推−１位１１２４
に対する誤差修正値をδＸｚ と−ｒれば Ｘｚ＋ ＝ Ｘｔ−−δＸ２ となり潜水船の更ｆｒ位ｆｔ２５を求めることができる
。
の距離４２Ａの観測値「スと更新点の推測位置２４の推
測値Ｘ２− とを用いて、第二の更新点に君ける潜水船
の位置の更新値Ｘ２＋ を求める。その結果は第一の（
１点の場合と同様に、更新値Ｘ２＋は推−１位１１２４
に対する誤差修正値をδＸｚ と−ｒれば Ｘｚ＋ ＝ Ｘｔ−−δＸ２ となり潜水船の更ｆｒ位ｆｔ２５を求めることができる
。
ざらｉこ、潜水船が航走するに従ってその推測位置３３
が求められる。かようにして連続して潜水船の推測位置
を求めることができ潜水船の航走制御に８いて位置信号
として利用ができる。
が求められる。かようにして連続して潜水船の推測位置
を求めることができ潜水船の航走制御に８いて位置信号
として利用ができる。
上述の方法は潜水船の航走に伴う推測位置がトランスポ
ンダとの距離信号が入力するごとに階段状に変動するの
で、潜水船の航走制御に利用できるものであるが潜水船
の位置に対応した計ｌｊデータを収集するとき、または
潜水船の航走に際し動揺を制限するためには、潜水船の
航走に伴う推測位置が階段的に変動しないよう平滑する
必要がある。
ンダとの距離信号が入力するごとに階段状に変動するの
で、潜水船の航走制御に利用できるものであるが潜水船
の位置に対応した計ｌｊデータを収集するとき、または
潜水船の航走に際し動揺を制限するためには、潜水船の
航走に伴う推測位置が階段的に変動しないよう平滑する
必要がある。
次に推測位置が平滑された例を示す。
第３図の場合は第二の更新点を更新位置２５を基準とし
た潜水船の推測位置３３に潜水船の推測位置３２の延長
を漸近するものであり、主として潜水船の航走に際し動
揺を少なくするため１こ使われるものである。また第４
図の場合は潜水船の推測位置３３の潜水船の進行方向（
こ対して逆方向の延長を第一の更新点の更新位置２３を
基準とした潜水船の推測位置３２に漸近するものであｒ
）、主として潜水船の位置に対応したＭｔ測データを収
集するとき計測点をできるだけ正確に把梶するため使わ
れ航程をＡ宍ｔこＪ甥って修ＩＥ−「るものである。
た潜水船の推測位置３３に潜水船の推測位置３２の延長
を漸近するものであり、主として潜水船の航走に際し動
揺を少なくするため１こ使われるものである。また第４
図の場合は潜水船の推測位置３３の潜水船の進行方向（
こ対して逆方向の延長を第一の更新点の更新位置２３を
基準とした潜水船の推測位置３２に漸近するものであｒ
）、主として潜水船の位置に対応したＭｔ測データを収
集するとき計測点をできるだけ正確に把梶するため使わ
れ航程をＡ宍ｔこＪ甥って修ＩＥ−「るものである。
第３図を見るに、潜水船が携行方向２０Ａから進行方向
２０ＢをＡＡ−ｔ６までの航糧（こおいて誤差を含んだ
潜水船の准Ｉｆ！１１位１置３２・３４で表わ１．。
２０ＢをＡＡ−ｔ６までの航糧（こおいて誤差を含んだ
潜水船の准Ｉｆ！１１位１置３２・３４で表わ１．。
ている。■−の！！！＃Ｔｒα置２３は、装水船が航走
するに従って潜水船の推測位１ｔ３２は第２図の場合と
同様に求まる。第二の更新点では、！・ランスボンダ４
１から潜水船中での距離４１Ａと潜水船の第二の更新点
の推測位１１１２４とのうち、それぞれに最も近接した
部分の領域に重みをっけて平均化操作を行って潜水船の
修正量１１２５を求める。ζれより潜水船が航走するに
従ってその推測位置３３が求まる。
するに従って潜水船の推測位１ｔ３２は第２図の場合と
同様に求まる。第二の更新点では、！・ランスボンダ４
１から潜水船中での距離４１Ａと潜水船の第二の更新点
の推測位１１１２４とのうち、それぞれに最も近接した
部分の領域に重みをっけて平均化操作を行って潜水船の
修正量１１２５を求める。ζれより潜水船が航走するに
従ってその推測位置３３が求まる。
ここで更新位置２５を推測位＠２４上に移動させ（すな
わち誤差修正普δＸ意 だけ移動させ）でほぼ重畳し
、誤差範囲を仮想位置２６とする。更新位置２５から潜
水船が航走するに従って潜水船の推測位置３３が求まる
。また推測値ｗｔ３３を移動させて仮想位１＆２６に統
く推測値［３４とし、この移動−を潜水船υ航走と共に
順次減じると推測位置３４は推測値１ｉ１ｉｔ３３に漸
近し階段的な潜水船の動きのない平滑化されたものとな
る。
わち誤差修正普δＸ意 だけ移動させ）でほぼ重畳し
、誤差範囲を仮想位置２６とする。更新位置２５から潜
水船が航走するに従って潜水船の推測位置３３が求まる
。また推測値ｗｔ３３を移動させて仮想位１＆２６に統
く推測値［３４とし、この移動−を潜水船υ航走と共に
順次減じると推測位置３４は推測値１ｉ１ｉｔ３３に漸
近し階段的な潜水船の動きのない平滑化されたものとな
る。
第４図を見るに、潜水船が進行方向２０人から進行方向
２０Ｂを通過するまでの航程に８いて誤差を含んだ潜水
船の推測値１ｉ１３３・３５で表わしている。第一の更
新点の更新位５２３は、潜水船が航走−ｒるに従って潜
水船の推測値＠３２は第２図および第３図の場合と同様
に求まる。第二の修正点では、トランスポンダ４１から
潜水船までの距離４１Ａと潜水船の第二の更新点の推測
位置２４とのうち、それぞれにＬ４も近接した部分の領
域に重みをつけて平均化操作を行って潜水船の更新位置
２５を求める。これより潜水船が航走するに従ってその
推測位置３３が求まる。
２０Ｂを通過するまでの航程に８いて誤差を含んだ潜水
船の推測値１ｉ１３３・３５で表わしている。第一の更
新点の更新位５２３は、潜水船が航走−ｒるに従って潜
水船の推測値＠３２は第２図および第３図の場合と同様
に求まる。第二の修正点では、トランスポンダ４１から
潜水船までの距離４１Ａと潜水船の第二の更新点の推測
位置２４とのうち、それぞれにＬ４も近接した部分の領
域に重みをつけて平均化操作を行って潜水船の更新位置
２５を求める。これより潜水船が航走するに従ってその
推測位置３３が求まる。
ここで推測値＠２４を更新位＠２５上に移動させ（すな
わち誤差修正置δＸｚ だけ移動させ）でほぼ重畳し
その誤差範囲を推測値Ｗ１２７とする。
わち誤差修正置δＸｚ だけ移動させ）でほぼ重畳し
その誤差範囲を推測値Ｗ１２７とする。
この移動量を第二の更新点の推測位置２４から第一の更
新点の推測値１１２３に戻るに従って順次減じた推測位
置３５を求めると、推測位置３５は推測位置３２に漸近
して階段的な潜水船の動きがなくなり、さらζこトラン
スポンダと潜水船との距離によって修正された修正点の
近傍を必らず通り潜水船の航跡に極めて近い推測位置を
示すものとなる。
新点の推測値１１２３に戻るに従って順次減じた推測位
置３５を求めると、推測位置３５は推測位置３２に漸近
して階段的な潜水船の動きがなくなり、さらζこトラン
スポンダと潜水船との距離によって修正された修正点の
近傍を必らず通り潜水船の航跡に極めて近い推測位置を
示すものとなる。
以上のように潜水船の動きｌこ対する推測位置の説明を
、階段的な潜水船の動きを示す基本的な推測位置と、平
滑された潜水船の動きを示す２例の推測位置とについて
行ったものである。
、階段的な潜水船の動きを示す基本的な推測位置と、平
滑された潜水船の動きを示す２例の推測位置とについて
行ったものである。
ここで本発明の実施例の構成と動作につい−Ｃ説明する
。
。
第１図を８照するに、本実施例は運動検知手段ｌと、座
標変換器２と、深度計３と、質問ソーナー４と、データ
処理装置５とを備えている。
標変換器２と、深度計３と、質問ソーナー４と、データ
処理装置５とを備えている。
運動検知手段１は、ロール・ピッチ２よび潜水船の方位
角とそのおのおのの角速度と潜水船の前後・左右・上下
の方向の速度とを含めた信号すなわち三軸の角度・角速
度・速度信号１０１を出力する慣性装置ＩＡと、潜水船
の前後・左右・上下の速度を含めた信号すなわち三軸の
速度信号１０２を出力するドップラソーナ−ＩＢと、ロ
ール−ピッチおよび潜水船の方位角とそのおの忘のの角
速度すなわち三軸の角度・角速度信号１０３を出力する
三軸ジャイロ装置ＩＣとを備えている。そしてこれら３
個の出力信号は座標変換器２に入力し、ここでは三軸の
速度信号１０２と三軸の角度・自速信号１０３０組合せ
または三軸の角度・角速度・速度信号１０１のうち、い
ずれか一方の信号を座標変換し対地速度信号１０４が出
力されデータ処理装置５に入力される。な忘、座標変換
器２八入力する信号のうち使用されない信号は予備とし
て使用してもよく、両者を併用してもよい。
角とそのおのおのの角速度と潜水船の前後・左右・上下
の方向の速度とを含めた信号すなわち三軸の角度・角速
度・速度信号１０１を出力する慣性装置ＩＡと、潜水船
の前後・左右・上下の速度を含めた信号すなわち三軸の
速度信号１０２を出力するドップラソーナ−ＩＢと、ロ
ール−ピッチおよび潜水船の方位角とそのおの忘のの角
速度すなわち三軸の角度・角速度信号１０３を出力する
三軸ジャイロ装置ＩＣとを備えている。そしてこれら３
個の出力信号は座標変換器２に入力し、ここでは三軸の
速度信号１０２と三軸の角度・自速信号１０３０組合せ
または三軸の角度・角速度・速度信号１０１のうち、い
ずれか一方の信号を座標変換し対地速度信号１０４が出
力されデータ処理装置５に入力される。な忘、座標変換
器２八入力する信号のうち使用されない信号は予備とし
て使用してもよく、両者を併用してもよい。
深度計３は、例えば潜水船の耐圧殺外の水圧を直接計測
し、海水の比重を考慮して深度を算出し、深度信号１０
５が出力され、特に潜水船が海面付近を航行−「る場合
に補助として使用するため、データ処理装＠５に人力さ
れる。
し、海水の比重を考慮して深度を算出し、深度信号１０
５が出力され、特に潜水船が海面付近を航行−「る場合
に補助として使用するため、データ処理装＠５に人力さ
れる。
質問ソーナー４は送受信プロセッサ４人と送受波器４Ｂ
とを備え、送受信プロセッサ４人力＼ら送受波器４Ｂを
通して海中に音波として質問信号１１１Ｎ〜１１１Ｃを
発射する。質問信号１１１Ｎ〜１１１Ｃは一般には同一
周波数の短パルスで構成され、トランスポンダ６Ａ〜６
Ｃに到達するとここではそれぞれ応答信号１１２Ａ〜１
１２Ｃを音波として海中に発射する。応答信号１１２Ａ
〜１１２Ｃは一般には各トランスポンダの識別のため互
いに異った周波数の短パルスで構成され、ふたたび送受
波器４Ｂに到達する。送受波器４Ｂに到達した音波は電
気信号に変換されて送受信プロセッサ４Ａに入力し、海
中の音波の伝搬に要した時間からそれぞれのトランスポ
ンダ６Ａ〜６Ｃと潜水船との間に距離が算出されるので
、それぞれが距離信号１０６としてデータ処理装置５に
入力される〇 データ処理装置５は、対地速度信号１０４と距離信号１
０６と深度信号１０５とを入力し、潜水船の位置信号１
００を出力している。まず対地速度（、（号１０４を積
分し、あらかじめ定められた座標系において潜水船の推
測位置Ｘを算出する。次に距離信号１０６の観測値「の
得られた時刻の潜水船の推測位置Ｘ−から潜水船とトラ
ンスポンダとの距離の推測値ｒを求めると。
とを備え、送受信プロセッサ４人力＼ら送受波器４Ｂを
通して海中に音波として質問信号１１１Ｎ〜１１１Ｃを
発射する。質問信号１１１Ｎ〜１１１Ｃは一般には同一
周波数の短パルスで構成され、トランスポンダ６Ａ〜６
Ｃに到達するとここではそれぞれ応答信号１１２Ａ〜１
１２Ｃを音波として海中に発射する。応答信号１１２Ａ
〜１１２Ｃは一般には各トランスポンダの識別のため互
いに異った周波数の短パルスで構成され、ふたたび送受
波器４Ｂに到達する。送受波器４Ｂに到達した音波は電
気信号に変換されて送受信プロセッサ４Ａに入力し、海
中の音波の伝搬に要した時間からそれぞれのトランスポ
ンダ６Ａ〜６Ｃと潜水船との間に距離が算出されるので
、それぞれが距離信号１０６としてデータ処理装置５に
入力される〇 データ処理装置５は、対地速度信号１０４と距離信号１
０６と深度信号１０５とを入力し、潜水船の位置信号１
００を出力している。まず対地速度（、（号１０４を積
分し、あらかじめ定められた座標系において潜水船の推
測位置Ｘを算出する。次に距離信号１０６の観測値「の
得られた時刻の潜水船の推測位置Ｘ−から潜水船とトラ
ンスポンダとの距離の推測値ｒを求めると。
ｒ＝Ｒ（Ｘ−）
となる。なｉ； Ｉｔは座標変換式から導びかれる関数
である。従ってそのときの推測位置に対す６誤差し正門
δＸは、周囲雑音等から得られるベクトル係数をＫとす
れば、 δＸ；ＫＭｔｎ（ｒｌ ｆｔ） となり更新１直Ｘ＋は Ｘ−１＝ Ｘ−−δＸ となるので、この演鐘を対地速度信号１０４が人力する
ごとに行い、推測位置を更新しつつ潜水船の位置の推測
値として、常時、位１ｆ信号１００を出力している。ま
た先に述べたような推測値の平滑化についても同様に演
算するものである。
である。従ってそのときの推測位置に対す６誤差し正門
δＸは、周囲雑音等から得られるベクトル係数をＫとす
れば、 δＸ；ＫＭｔｎ（ｒｌ ｆｔ） となり更新１直Ｘ＋は Ｘ−１＝ Ｘ−−δＸ となるので、この演鐘を対地速度信号１０４が人力する
ごとに行い、推測位置を更新しつつ潜水船の位置の推測
値として、常時、位１ｆ信号１００を出力している。ま
た先に述べたような推測値の平滑化についても同様に演
算するものである。
また深度信号１０５は、特に潜水船が海面に近い位置で
制御されているときは、対地速度信号１０４お工び距離
信号１０６から得られる潜水船の推測位置Ｘを補正する
ため１こ使うことがある。
制御されているときは、対地速度信号１０４お工び距離
信号１０６から得られる潜水船の推測位置Ｘを補正する
ため１こ使うことがある。
（発明の効果）
以上詳細に説明したように本発明は潜水船とトランスポ
ンダとの距離を示す信号が一個しか得られないときでも
その情報を捨てることなく潜水船の海底ｉこ対する位置
が確認できるので、潜水船の航走時にその位置を精度よ
く推測でき潜水船の航走制御のたｙ）の位置情報が常時
提供できるという効果がある。
ンダとの距離を示す信号が一個しか得られないときでも
その情報を捨てることなく潜水船の海底ｉこ対する位置
が確認できるので、潜水船の航走時にその位置を精度よ
く推測でき潜水船の航走制御のたｙ）の位置情報が常時
提供できるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例の構成を示゛「ブロック図、
第２図は本発明に５ける潜水船と海底の一定点との距離
を検出した時の位置の修正結果を示す説明図、第３図は
第２図の更新点から未来に向って不連続点のないよう潜
水船の航程の平滑す正結果を示す説明図、第４図は第２
図の前回の更新点から今回の更新薇に向って不連韓点の
ないよう潜水船の戯程の平滑１工正結果を示す説明図。 １・・・・・・運動検知手段、２・旧・・座漂変換器、
３・°。 ・・・深度計、４・・・・・・質問ソーナー、５・・・
・・データｉ・几埋装［、ｓＡ〜６Ｃ・・・・・・トラ
ンスポンダ。 、代理人 弁理士 内 原 晋 １７一 ２ｏＡ−２ｏｓ： １ｙｔ丁方介弓
４Ｉ−トラご又ホ゛ごり□２３．２５： 史卒牟イ立
ざ ４１Ａ ： トラＳスノＴ°ニ
ダ と２４ − ’Ｑｌ″ｒ滑、４Ｎ１］ｎγＮ
准＊＊ ’ｔｏ＠ｉ１１３）ＩＰＭ
Ｅ２６−イ万え゛賢ワ 位 へ棒ｔ ３２．３３．．４： 泪ＩＪ（ｆＬ ｚ ａ〜””
ｋ″・ ／′・／友 、 ｌ′ 又ゝ ３４１・“ １ × ヅ ４／Ａ ′ヌ ２３ ２０Ａ ・ ２０Ｂ： 進↑１弓シやジ］
４１： ）−ラ５スボご４プ゛′２４ ：
ｌ：、６４７リイｑ−３４ｆＡ：ｈ’ｙ２Ｔ、’ｓ
、９′と２５： 災卒酬立煮二キｉド角モとの忙シ壓す
ＹＬ雀ＩＬご、、、、／Δυハ ｆ”” 第３ ロ 〜／ 律２４ 図
第２図は本発明に５ける潜水船と海底の一定点との距離
を検出した時の位置の修正結果を示す説明図、第３図は
第２図の更新点から未来に向って不連続点のないよう潜
水船の航程の平滑す正結果を示す説明図、第４図は第２
図の前回の更新点から今回の更新薇に向って不連韓点の
ないよう潜水船の戯程の平滑１工正結果を示す説明図。 １・・・・・・運動検知手段、２・旧・・座漂変換器、
３・°。 ・・・深度計、４・・・・・・質問ソーナー、５・・・
・・データｉ・几埋装［、ｓＡ〜６Ｃ・・・・・・トラ
ンスポンダ。 、代理人 弁理士 内 原 晋 １７一 ２ｏＡ−２ｏｓ： １ｙｔ丁方介弓
４Ｉ−トラご又ホ゛ごり□２３．２５： 史卒牟イ立
ざ ４１Ａ ： トラＳスノＴ°ニ
ダ と２４ − ’Ｑｌ″ｒ滑、４Ｎ１］ｎγＮ
准＊＊ ’ｔｏ＠ｉ１１３）ＩＰＭ
Ｅ２６−イ万え゛賢ワ 位 へ棒ｔ ３２．３３．．４： 泪ＩＪ（ｆＬ ｚ ａ〜””
ｋ″・ ／′・／友 、 ｌ′ 又ゝ ３４１・“ １ × ヅ ４／Ａ ′ヌ ２３ ２０Ａ ・ ２０Ｂ： 進↑１弓シやジ］
４１： ）−ラ５スボご４プ゛′２４ ：
ｌ：、６４７リイｑ−３４ｆＡ：ｈ’ｙ２Ｔ、’ｓ
、９′と２５： 災卒酬立煮二キｉド角モとの忙シ壓す
ＹＬ雀ＩＬご、、、、／Δυハ ｆ”” 第３ ロ 〜／ 律２４ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 潜水手段に搭載され、海底に設置された少なくとも１個
のトランスポンダとの直距離を計測し前記潜水手段の位
置を検出する音響測位装置において、 前記潜水手段の運動情報であるあらかじめ定められた基
準に対する角度とその角速度と前記潜水手段の速度とを
検出する運動検知手段と、 前記運動検知手段から得られる前記運動情報を入力し速
度信号を出力する座標変換手段と、あらかじめ位置が明
確になっている少なくとも１個の海中のトランスポンダ
に質問音波信号を送出し前記トランスポンダから応答音
波信号を受信しその所要時間から前記潜水手段と前記ト
ランスポンダとの直距離を示す直距離信号を出力する距
離計測手段と、 前記座標変換手段から得られる前記潜水手段の前記速度
信号を入力して前記潜水手段の推測位置を計算し前記ト
ランスポンダの位置と前記推測位置とから海中のトラン
スポンダまでの予測直距離を求め、前記距離計測手段か
ら得られる海中の前記トランスポンダまでの直距離を示
す直距離信号を入力して前記直距離と前記予測距離との
差に基づいて推測位置の誤差正量を計算し前記潜水手段
の位置の誤差を修正するデータ処理手段とを備えてなる
音響測位装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60170621A JPS6230975A (ja) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | 音響測位装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60170621A JPS6230975A (ja) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | 音響測位装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6230975A true JPS6230975A (ja) | 1987-02-09 |
| JPH0479579B2 JPH0479579B2 (ja) | 1992-12-16 |
Family
ID=15908266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60170621A Granted JPS6230975A (ja) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | 音響測位装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6230975A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011170575A (ja) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Ihi Corp | 水中航走体の航走制御方法及び装置 |
-
1985
- 1985-08-01 JP JP60170621A patent/JPS6230975A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011170575A (ja) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Ihi Corp | 水中航走体の航走制御方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0479579B2 (ja) | 1992-12-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |