JPS6234086A - 船舶用前方監視ソナ− - 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】 産業上の利用分野 本発明は、海中における船舶の前方監視を行なう超音波
式ソナーに関するものである。

従来技術 これまで、船舶の海中前方を監視して航行の安全を図る
種々の超音波式ソナーが考案されている。

この発明が解決すべき問題点 従来の前方監視用超音波ソナーでは、海水の深さ方向の
水温を計測し、この水温の鉛直方向温度勾配から音波の
伝播時の屈折を推定する機構が採用されていないため、
超音波を発射し前方探知物標が海中のどの位置にあるの
かを正確に推定するのが難しかった。

例えば第１図（ａ）　、　（ｂ）に示した様に温度勾配
が大きい場合、及び第２図（ａ）　、　（ｂ）に示した
様に温度勾配がない場合にソナー発受信器すからの発信
音波Ｃと反射音波ｄは超音波発射角が同じであっても各
々表示した様なパターンの伝播特性となる。

このだめ、もし反射波の受信時間に差がなければ、ｄｌ
〉ｄ２であっても各々の海底の深さの差は判別し得なか
った。

そこで本発明は、前記の様な従来型ソナー装置の不都合
な点を改善して自船が発した超音波がどのように屈折し
どのような経路をへて反射して戻って来たかを推定する
ことにより、海中の前方探知物標の位置推定をより正確
に行ない得る船舶用前方監視ソナーを提供することを目
的とする。

発明の構成 本発明による船舶用前方監視ソナーは、船舶の海面下所
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
自在に構成されたソーナ・トランスデューサの超音波発
射角を最適制御するよう構成された点に特徴がある０ 実施例 以下、図示する本発明の実施例により説明する。

第３図に本発明による船舶用前方監視ソナーを搭載した
船舶船首部の概略図を示しだ。ここで、船首部舷側の喫
水部には上下方向に各々所定間隔をとった水温測定用温
度センサ１が複数個設置されている。また、船底部には
ロッド昇降装置３とこのロッド昇降装置３により船底か
ら下方に突出して昇降自在な昇降式ロッド２が設けられ
ている。

この昇降式ロッド２の先端にも水温測定用温度センサ１
が取付けられており、船底よりも深い所の水温を計測可
能としている。また、舷側に設置された複数個の水温測
定用温度センサと前記昇降式ロッド２先端に取付けられ
た水温測定用温度センサ１は鉛直方向に揃うよう配置さ
れており、さらに昇降式ロッド２は漂流物の多い港や、
破損の可能性がある場合などはロッド昇降装置３によっ
て船内へ引込むことができる。

これらの水温測定用温度センサ１は各々超音波屈折計算
用計算機４に接続されている。この超音波屈折計算用計
算機４は前記各水温測定用温度センサｌからの水温測定
値を入力し第１図（ａ）　、　（ｂ）及び第２図（ａ）
　、　（ｂ）に示したモデルの様に深さ毎の水温及び温
度傾斜の有無に基づいて超音波の屈折情報を算出する。

また、球状船首部には発射角制御装置８により超音波発
射角１０が調整自在とされたソーナ・トランスデューサ
６が取付けられている。

また、この装置には全体の信号処理を行なう信号処理装
置９が設けられており超音波屈折計算用計算機４からの
屈折情報５とソーナ・トランスデューサ６からの反射時
間信号７が入力され、発射角制御装置８へ超音波発射角
制御信号を出力する。

以上の構成において、各水温測定用温度センサ１によっ
て計測された水温データは超音波屈折計算用計算機４に
入力され、これらのデータに基づく超音波屈折の様子が
計算される。

なお、船舶移動中の各水深における水温データからの超
音波屈折の様子は、微小時間における逐次計算をくり返
すことにより安易に計算し得る。

超音波屈折計算用計算機４にて計算された屈折情報５は
ソナー・トランスデユーサ６からの反射時間信号７と共
に信号処理装置９に入力され、超音波の反射時間から探
知物標までの水平距離と屈折情報からは水深方向の距離
が推定でき、ソナーによる探知物標までのより精度の高
い位置推定が可能となる。

また、信号処理装置９は前記屈折情報５から超音波発射
角１０をどのような角度に設定すれば最も遠くまで超音
波到達させることができるかを計算し発射角信号を発射
角制御装置８に送り、最適な超音波発射角に超音波発射
方向を制御できる。

例えば、第１図（ａ）　、　（ｂ）で示した様に温度勾
配が著しい海中では超音波発射角をもっと大きくとれば
超音波は遠くまで到達する。第２図（ａ）　、　（ｂ）
はその逆で温度勾配が極めて小さい海中では超音波発射
角を小さくすれば海面反射がなく遠くまで到達させるこ
とができる。

こうして、海面から船底までの水温と更に船底より深い
所の水温を計測することにより超音波屈折を精度よく推
定することができ、ソナーによる目標物の位置推定が可
能となる他、遠くまで探査するだめの最適な超音波発射
角を得ることができる。

発明の効果 本発明による船舶用前方監視ソナー実施例は以上の通り
であり、次に述べる効果を挙げることができる。

ソナーを用いた船舶の海中前方監視作業において、深さ
方向の海水温度測定値から算出される超音波屈折データ
を用いて精度の高い探知物標の位置把握及び超音波発射
角の最適制御が行ない得る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は海中温度勾配が大きい場合
の超音波伝播モデル図、第２図（ａ）　、　（ｔ））は
温度勾配が極めて小さい場合の超音波伝播モデル図、第
３図は本発明実施例の構成図である。 ａ・・船舶、ｂ・・ソナー発受信器 Ｃ・・発信音波、ｄ・・反射音波、ｅ・・海底ｆ・・超
音波発射角、■・・水温測定用温度上ン１す、２・・昇
降式ロッド、３・・ロッド昇降装置４・・超音波屈折計
算用計算機 ５・・超音波屈折情報、６・・ソナートランスデユーサ
、７・・反射時１１１１信号 ８・・発射角制御装置、９・・信号処理装置１０・・超
音波発射角、１１・・超音波発射方向１２・・船体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 船体の海面下所定位置及び船底より下方にまで延在可能
   に配置され、所定深さ毎の水温を計測可能な複数の水温
   測定用温度センサと、 これらの水温測定用温度センサからの所定深さ毎の水温
   測定値を入力して超音波屈折情報を算出する超音波屈折
   計算用計算機と、 船体の所定位置に取付けられて超音波発射角調整自在な
   ソーナ・トランスデューサと、 このソーナ・トランスデューサの出力信号処理を行なう
   と共に、前記超音波屈折用計算機の超音波屈折情報を入
   力して前記ソーナ・トランスデューサの超音波発射角を
   最適制御する信号処理装置とを備えた船舶用前方監視ソ
   ナー。