JPS63158488A - 超音波船速計 - 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、航行する船舶上より超音波を水中に送受波し
、得られたドツプラーデータから船速を求める装置に関
する。

（従来の技術） 従来、船の速度を検出する方法とじて、超音波を水中に
送受し、プランクトンの集団や海底で反射した。所謂ド
ツプラー効果を受けた反射波のドツプラーシフト量（周
波数）を抽出することによって、船の対水速度や対地速
度を検出する方法が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、係るドツプラー効果を利用する方法では
超音波を海底へ向けて送波してから船速が検出されるま
でにかなりの遅れがあり、実験では数秒〜士数秒の遅れ
が確認されている。これは超音波の水中伝搬速度が小さ
いこと及び精度面から複数回のデータに基づいて処理が
なされるためである。

上記時間遅れは船舶が直進、等速の状態では問題は生じ
ないが、変針する場合には対地速度は上述の時間だけ遅
れて真値を示すことになる。

（問題点を解決するための手段） この発明は、上記変針時に生じる遅れを出来るだけ排除
せんとするためになされたもので。

船首方位検出器と、 センサーで得られたドツプラーシフト量と上記船首方位
データとから対地、対水船速を検出する手段と。

上記対地船速から対水船速を減算して潮流速度を求める
減算手段と。

該潮流速度と対水船速を加算して対地船速を求める加算
手段と、 上記船首方位の変化率が一定以上の期間中、上記減算手
段の出力値を固定化すると共にセンサーから得られる対
地船速に代えて上記加算手段出力を対地船速として扱う
切換手段とから成る超音波船速計を提供するものである
。

（作用） 本発明によれば、船舶が略直進し又は対水船速の変化が
小さい通常の航行状態にあっては、センサーで受波され
たドツプラーシフト量から求まる値が対地船速として用
いられ、一方針路変更の変化率が所定値以上であること
が確認された変針時の場合にはその期間中、計算上の対
地船速か用いられる。

すなわち、第２図は船舶が変針する場合における実際の
対地船速、針路の変化と、その変化を追尾する検出値と
の様子を示すもので、図中実線は実際の対地船速、船首
方位を、破線は検出される対地船速、方位を示す。

この第２図（ａ）より明らかなように、対地船速の追尾
については、前述したように数秒〜十数秒の遅れ（図中
ｄｔ＋で示す）があり、このため変針時にセンサーで得
られる船速を利用していたのでは迅速適正な追尾は望み
得ない。

他方、第２図（ｂ）によれば、船首方位の変更について
はコンパス等の特性にもよるが、一般にはこの遅れｄｔ
２は上記ｄｔ＋に比してかなり小さい。

この間、対水船速はセンサーで得られる値に関しては略
変化はなく（船速は略一定と考えられるので）、単に変
針により各基準方向成分の値が変化するに過ぎないので
（方位データに基づいて計算される）　、ｄｔ２以上の
追尾遅れは生じない。

更に、針路中の比較的短い時間内においては潮流変化も
ほとんどないと考えることができる。

従って、対水船速と変針直前（直後）の潮流速度とを加
算して計算上の対地船速を算出し、これを変針期間中に
おける対地船速として用いることにより実質ｄｔ２の遅
れで追尾が可能となる。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例を示す回路図である６図に
おいて、１は定期的に超音波パルスを送受波する送受波
器である。船速はベクトルで表わされることからＸ成分
、Ｙ成分（東西方向成分。

南北方向成分）のための２個の送受波器から船首方向と
舷方向に所定勾配を付して超音波が送波されるものであ
るが、図においては便宜上１個で表している・ ２は受波された反射信号中から海底信号を判別すると共
に該海底信号内に含まれるドツプラーシフト量を抽出し
、その時の方位データとから対地船速ｖ１を求める対地
船速検出回路である。この対地船速は通常図示の如く切
換接続される切換スイッチ４．５を経て図示しない指示
器等へ導かれ数字やベクトル表示され、安全航行のた゛
めの一判断要素に供される。

３は送受波器１から超音波パルスが送波された直後の、
すなわち表層の反射信号中に含まれるドツプラーシフト
量を抽出し、その時の方位データとから対水船速※２を
求める対水船速検出回路である。この対水船速は通常図
示の如く切換接続される切換スイッチ６を経て減算回路
９へ導かれると共に加算回路１０にも導かれる。

上記対水船速検出回路３および減算回路９は後述する計
算上の対地船速を求めるために用いられる。尤も、安全
航行上から潮流速度を併せて表示することも好ましい。

７は船首方位を検出するコンパス等の方位検出器で、該
方位データに基づいて上記対地、対水船速がベクトル的
に求められる。

８は方位検出器７からの方位データを所定時間毎に取り
込み、その変化率が予め設定した値を越えた期間中出力
信号を送出する比較回路である。

該比較回路８の出力信号は切換スイッチ４．５．６を図
示と反対側へ切換える。

９は対地船速９１から対水船速※２を減算し、保持する
減算回路である。従って、変針期間中は変針直前の潮流
速度が送出維持される。このようにして、変針時におい
て固定化された潮流速度が得られる。

ＩＯは通常の航行状態においては検出値と等しい計算値
を出力し、変針期間中は上記固定化された潮流速度と方
位の変更等により順次変化する（前述のように各成分に
ついて）対水船速とを加算して計算上の対地船速を算出
する加算回路である。

該加算回路１０の出力は変針期間中のみ切換スイッチ５
を経て図示しない指示器へ導かれ表示される。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、安全航行におい
て最も問題とされる変釦時の対地船速を方位検出手段の
有する遅れ時間ｄｔ２で実質求めることができ、且つ上
記ｄｔｚが極めて小さいことから実用に供して有効であ
る。

なお、上記ｄｔｚの遅れ分により生じる誤差を補正する
目的で、加算回路１０の出力値に一定の係数を乗するこ
とも考えられる。この場合の計数値はｄｔ２の大きさに
よるが、一般には１より若干大きい値となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。 第２図は本発明の詳細な説明するための図で、（ａ）は
対地船速を表わし、（ｂ）は方位を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 船首方位検出手段と、 センサーで得られたドップラーシフト量と上記船首方位
   検出手段出力とから対地、対水船速を検出する手段と、 上記対地船速から対水船速を減算して潮流速度を求める
   減算手段と、 該潮流速度と対水船速を加算して対地船速を求める加算
   手段と、 上記船首方位の変化率が一定以上の期間中、上記減算手
   段の出力値を固定化すると共にセンサーから得られる対
   地船速に代えて上記加算手段出力を対地船速として導く
   切換手段とから成る超音波船速計。