KR102637095B1 - A system for measuring underwater radiation noise of a ship using a buoy - Google Patents

A system for measuring underwater radiation noise of a ship using a buoy Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수 개의 수중 청음기가 설치된 부이의 실시간 GPS 위치정보와 선박의 실시간 GPS 위치정보를 토대로 부이와 선박 간 실시간 위치를 동기화함으로써, 수심에 관계없이 선박의 정확한 수중방사소음 계측이 가능하도록 하는 부이를 이용한 선박 수중방사소음 계측 시스템에 관한 것이다.The present invention is a device that enables accurate underwater radiation noise measurement of ships regardless of water depth by synchronizing real-time positions between buoys and ships based on real-time GPS location information of buoys on which multiple hydrophones are installed and real-time GPS position information of ships. This relates to a ship underwater radiation noise measurement system using this.

Description

부이를 이용한 선박 수중방사소음 계측 시스템{A SYSTEM FOR MEASURING UNDERWATER RADIATION NOISE OF A SHIP USING A BUOY}Ship underwater radiation noise measurement system using a buoy {A SYSTEM FOR MEASURING UNDERWATER RADIATION NOISE OF A SHIP USING A BUOY}

본 발명은 부이를 이용한 선박 수중방사소음 계측 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 다수 개의 수중 청음기가 설치된 부이의 실시간 GPS 위치정보와 선박의 실시간 GPS 위치정보를 토대로 부이와 선박 간 실시간 위치를 동기화함으로써, 수심에 관계없이 선박의 정확한 수중방사소음 계측이 가능하도록 하는 부이를 이용한 선박 수중방사소음 계측 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a ship underwater radiation noise measurement system using a buoy, and more specifically, synchronizes the real-time position between the buoy and the ship based on the real-time GPS location information of the buoy on which multiple hydrophones are installed and the real-time GPS location information of the ship. By doing so, it relates to a ship underwater radiation noise measurement system using a buoy that enables accurate underwater radiation noise measurement of ships regardless of water depth.

일반적으로, 선박 운항시 발생되는 수중방사소음을 계측하기 위해서는 수중 청음기인 하이드로폰을 부이에 설치한 후 선박이 부이 주위를 운항하는 경우 발생되는 수중방사소음을 계측하게 된다.Generally, in order to measure underwater radiation noise generated during ship operation, a hydrophone, a hydrophone, is installed on a buoy and then underwater radiation noise generated when the ship operates around the buoy is measured.

이때, 종래에는 해상의 해류, 바람 등으로 인해 부유식 부이의 위치가 계속해서 변경되는 것을 고려하여 선저에 고정된 고정식 부이를 이용하였다. 하지만, 수심이 깊은 해역에서는 고정식 부이 고정을 위한 Anchoring System 설치가 어려워 수중방사소음 계측이 불가한 문제가 있었다.At this time, in the past, a fixed buoy fixed to the bottom of the ship was used, considering that the position of the floating buoy continuously changes due to sea currents, winds, etc. However, in deep waters, it was difficult to install an anchoring system to secure a fixed buoy, making it impossible to measure underwater radiated noise.

또한, 고정식 부이의 경우 무거운 무게추를 설치하거나 무거운 해저 설치 구조물을 이용하여야 하는데, 설치 과정이 번거로우며 수중방사소음 계측 완료 후 무게추나 해저 설치 구조물의 회수가 어렵다는 문제점도 있었다.In addition, in the case of fixed buoys, heavy weights must be installed or heavy seabed installation structures must be used, but the installation process is cumbersome and there are problems in that it is difficult to recover the weights or seafloor installation structures after completing underwater radiated noise measurements.

한국등록특허 제10-1801218호Korean Patent No. 10-1801218

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다수 개의 수중 청음기가 설치된 부이의 실시간 GPS 위치정보와 선박의 실시간 GPS 위치정보를 토대로 부이와 선박 간 실시간 위치를 동기화함으로써, 수심에 관계없이 선박의 정확한 수중방사소음 계측이 가능하도록 하는 부이를 이용한 선박 수중방사소음 계측 시스템을 제공하고자 한다.The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and synchronizes the real-time location between the buoy and the ship based on the real-time GPS location information of the buoy on which multiple hydrophones are installed and the real-time GPS location information of the ship, thereby ensuring the accurate accuracy of the ship regardless of water depth. We aim to provide a ship underwater radiated noise measurement system using a buoy that enables underwater radiated noise measurement.

본 발명의 일 실시예에 따른 부이를 이용한 선박 수중방사소음 계측 시스템은 선박(1)과 일정 거리 이격된 위치에 부유되는 부이(110), 상기 부이(110)의 하측 방향으로 설치되는 하나 이상의 수중 청음기(120), 상기 부이(110)의 실시간 GPS 위치정보와 상기 선박(1)의 실시간 GPS 위치정보를 토대로 상기 부이(110)와 선박(1)의 실시간 위치를 동기화하는 위치 동기화부(130) 및 상기 부이(110)의 위치를 중심점으로 하여 상기 선박(1)의 수중방사소음 계측을 위한 CPA 반경을 설정하고, 상기 CPA 반경과 접하는 접점을 통과하는 선박(1)의 수중방사소음을 계측하는 계측부(140)를 포함할 수 있다.The ship's underwater radiation noise measurement system using a buoy according to an embodiment of the present invention includes a buoy (110) floating at a position spaced a certain distance from the ship (1), and one or more underwater radiated noises installed in the lower direction of the buoy (110). Listener 120, a position synchronization unit 130 that synchronizes the real-time positions of the buoy 110 and the ship 1 based on the real-time GPS location information of the buoy 110 and the real-time GPS position information of the ship 1 And setting the CPA radius for measuring underwater radiation noise of the ship (1) using the position of the buoy (110) as the center point, and measuring the underwater radiation noise of the ship (1) passing through the contact point in contact with the CPA radius. It may include a measurement unit 140.

일 실시예에서, 상기 부이(110) 및 선박(1) 각각에는 실시간 GPS 위치정보를 측정하기 위한 GPS 측정기와, 측정된 실시간 GPS 위치정보를 상기 위치 동기화부(130)로 전송하는 무선 통신기가 마련될 수 있다.In one embodiment, the buoy 110 and the vessel 1 are each equipped with a GPS measuring device for measuring real-time GPS location information and a wireless communicator for transmitting the measured real-time GPS location information to the location synchronization unit 130. It can be.

일 실시예에서, 상기 위치 동기화부(130)는 상기 수중 청음기(120)에서 생성되는 교정용 음향신호를 수신한 후, 상기 교정용 음향신호를 토대로 상기 수중 청음기(120)를 교정할 수 있다.In one embodiment, the position synchronization unit 130 may receive a calibration sound signal generated by the hydrophone 120 and then calibrate the hydrophone 120 based on the calibration sound signal.

일 실시예에서, 상기 무선 통신기는 RF 통신기 및 WIFI 통신기를 포함하며, 상기 선박(1)과 상기 부이(110) 간 거리가 기 설정된 거리 이하인 경우 상기 WIFI 통신기를 통해 상기 부이(110)의 실시간 GPS 위치정보를 상기 위치 동기화부(130)로 전송하고, 상기 선박(1)과 상기 부이(110) 간 거리가 기 설정된 거리를 초과하는 경우 상기 RF 통신기를 통해 상기 부이(110)의 실시간 GPS 위치정보를 상기 위치 동기화부(130)로 전송할 수 있다.In one embodiment, the wireless communicator includes an RF communicator and a WIFI communicator, and when the distance between the vessel 1 and the buoy 110 is less than a preset distance, real-time GPS of the buoy 110 is transmitted through the WIFI communicator. Location information is transmitted to the location synchronization unit 130, and when the distance between the vessel 1 and the buoy 110 exceeds a preset distance, real-time GPS location information of the buoy 110 is transmitted through the RF communicator. Can be transmitted to the location synchronization unit 130.

본 발명에 따르면, 다수 개의 수중 청음기가 설치된 부이의 실시간 GPS 위치정보와 선박의 실시간 GPS 위치정보를 토대로 부이와 선박 간 실시간 위치를 동기화함으로써, 수심에 관계없이 선박의 정확한 수중방사소음 계측이 가능한 이점을 가진다.According to the present invention, the real-time location between the buoy and the ship is synchronized based on the real-time GPS location information of the buoy on which a plurality of hydrophones are installed and the real-time GPS location information of the ship, thereby enabling accurate underwater radiation noise measurement of the ship regardless of water depth. has

또한 본 발명에 따르면, 해저에 계류 혹은 설치되는 별도의 하중물이나 무게추가 없어 부이 설치 및 회수가 용이한 이점을 가진다.In addition, according to the present invention, there is no separate load or weight to be moored or installed on the seabed, so there is an advantage that the buoy can be easily installed and recovered.

또한 본 발명에 따르면, 부이의 실시간 GPS 위치정보를 이용하여 수중 청음기 교정을 수행할 수 있어, 교정결과를 현장의 어느 위치에서도 확인 가능한 이점을 가진다.In addition, according to the present invention, hydrophone calibration can be performed using real-time GPS location information of the buoy, which has the advantage of allowing the calibration results to be confirmed at any location in the field.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부이를 이용한 선박 수중방사소음 계측 시스템(100)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 부이(110)의 위치를 중심으로 CPA 반경 및 권고 방위각(Heading)을 설정하는 개념을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing the configuration of a ship underwater radiation noise measurement system 100 using a buoy according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the concept of setting the CPA radius and recommended azimuth (Heading) centered on the position of the buoy 110.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. The invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts that are not relevant to the description are omitted, and identical or similar components are assigned the same reference numerals throughout the specification.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.Additionally, in various embodiments, components having the same configuration will be described using the same symbols only in the representative embodiment, and in other embodiments, only components that are different from the representative embodiment will be described.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하는 것을 의미할 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected” to another part, this includes not only “directly connected” but also “indirectly connected” through another member. Additionally, when a part "includes" a certain component, this may mean that it further includes other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부이를 이용한 선박 수중방사소음 계측 시스템(100)의 구성을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a diagram showing the configuration of a ship underwater radiation noise measurement system 100 using a buoy according to an embodiment of the present invention.

도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부이를 이용한 선박 수중방사소음 계측 시스템(100)은 크게 부이(110), 부이(110)에 설치되는 하나 이상의 수중 청음기(120), 부이(110)와 선박(1)의 실시간 위치를 동기화하는 위치 동기화부(130) 및 CPA 반경을 설정하고 CPA 반경과 접하는 접점을 통과하는 선박(1)의 수중방사소음을 계측하는 계측부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.Looking at Figure 1, the ship underwater radiation noise measurement system 100 using a buoy according to an embodiment of the present invention largely includes a buoy 110, one or more hydrophones 120 installed on the buoy 110, and buoy 110. ) and a position synchronization unit 130 that synchronizes the real-time position of the vessel 1, and a measurement unit 140 that sets the CPA radius and measures the underwater radiation noise of the vessel 1 passing through the contact point in contact with the CPA radius. It can be configured.

먼저, 부이(110)는 해상에서 부유되는 부유식 부이를 의미하며, 선박(1)과는 일정 거리로 이격되도록 위치된다. 이때, 부유식 부이 특성 상 해상의 해류나 바람에 의해 자유롭게 위치가 변경될 수 있는데, 이때 부이(110)의 정확한 실시간 위치를 파악할 수 있도록, 부이(110)에는 GPS 측정기(미도시)가 설치될 수 있다.First, the buoy 110 refers to a floating buoy floating in the sea, and is positioned to be spaced a certain distance away from the ship 1. At this time, due to the nature of the floating buoy, the location may be freely changed by sea currents or winds. In this case, a GPS measuring device (not shown) will be installed on the buoy 110 to determine the exact real-time location of the buoy 110. You can.

GPS 측정기는 부이(110)의 실시간 GPS 위치정보를 측정한 후, 이를 후술되는 위치 동기화부(130)로 전송하게 된다. 위치 동기화부(130)는 부이(110)의 실시간 GPS 위치정보를 선박(1)의 실시간 GPS 위치정보와 실시간으로 연동시킴으로써 부이(110)와 선박(1) 간의 실시간 위치가 동기화되도록 한다.The GPS measuring device measures real-time GPS location information of the buoy 110 and then transmits it to the location synchronization unit 130, which will be described later. The location synchronization unit 130 synchronizes the real-time GPS location information of the buoy 110 with the real-time GPS location information of the vessel 1 in real time, thereby synchronizing the real-time positions between the buoy 110 and the vessel 1.

이를 위하여, 선박(1)에도 마찬가지로 선박(1)의 정확한 실시간 위치를 파악할 수 있도록 GPS 측정기(미도시)가 설치될 수 있다. 선박에 설치되는 GPS 측정기는 선박(1)의 실시간 GPS 위치정보를 측정한 후, 이를 위치 동기화부(130)로 전송하게 된다.To this end, a GPS measuring device (not shown) may be installed on the ship 1 to determine the exact real-time location of the ship 1. The GPS measuring device installed on the ship measures real-time GPS location information of the ship 1 and then transmits it to the location synchronization unit 130.

따라서, 위치 동기화부(130)는 부이(110)의 실시간 GPS 위치정보와, 선박(1)의 실시간 GPS 위치정보를 서로 공유함으로써 실시간 위치를 동기화시키는 것이다.Therefore, the location synchronization unit 130 synchronizes the real-time location by sharing the real-time GPS location information of the buoy 110 and the real-time GPS location information of the ship 1.

이때, 부이(110) 및 선박(1) 각각에는 GPS 측정기를 통해 측정된 실시간 GPS 위치정보를 위치 동기화부(130)로 무선 전송하기 위한 무선 통신기(미도시)가 별도로 마련될 수 있다.At this time, each of the buoy 110 and the ship 1 may be separately equipped with a wireless communicator (not shown) for wirelessly transmitting real-time GPS location information measured through a GPS measuring device to the location synchronization unit 130.

특히, 부이(110)에 마련되는 무선 통신기는 부이(110)와 선박(1) 간의 이격 거리에 따라 단거리 통신을 위한 WIFI 장치와, 장거리 통신을 위한 RF 장치를 모두 포함할 수 있다.In particular, the wireless communication device provided in the buoy 110 may include both a WIFI device for short-distance communication and an RF device for long-distance communication depending on the separation distance between the buoy 110 and the ship 1.

부이(110)와 선박(1)이 단거리인 경우에는 부이(110)의 WIFI 장치가 동작되면서 부이(110)의 실시간 GPS 위치정보를 선박(1)에 마련된 위치 동기화부(130)로 전송하게 된다. 반대로, 부이(110)와 선박(1)이 장거리인 경우에는 부이(110)의 RF 장치가 동작되면서 부이(110)의 실시간 GPS 위치정보를 선박(1)에 마련된 위치 동기화부(130)로 전송하게 된다.When the buoy 110 and the ship 1 are within a short distance, the WIFI device of the buoy 110 operates and transmits real-time GPS location information of the buoy 110 to the location synchronization unit 130 provided on the ship 1. . Conversely, when the buoy 110 and the ship 1 are long distances, the RF device of the buoy 110 operates and transmits real-time GPS location information of the buoy 110 to the location synchronization unit 130 provided on the ship 1. I do it.

수중 청음기(120)는 부이(110)의 수중(하측 방향)으로 적어도 하나 이상이 설치될 수 있으며, 선박(1)이 부이(110)와 일정 거리 내로 가까워지는 경우 선박(1)의 수중방사소음을 계측하는 역할을 한다. 수중 청음기(120)는 부이(110) 하측으로 마련된 로프 상에 다수 개가 일정 간격을 유지하도록 마련된다. 또한 각각의 수중 청음기(120)는 동일 수직선 상에 위치될 수 있다.At least one hydrophone 120 may be installed underwater (downward direction) of the buoy 110, and when the ship 1 approaches the buoy 110 within a certain distance, the underwater radiation noise of the ship 1 is heard. It plays a role in measuring. A plurality of hydrophones 120 are provided on a rope provided below the buoy 110 to maintain regular intervals. Additionally, each hydrophone 120 may be positioned on the same vertical line.

수중 청음기(120)는 기 설정된 시간에 타이머에 의해 자동으로 작동될 수 있으며, 선박(1)에 의해 수중으로 수중방사소음이 생성되는 경우, 각각의 수중 청음기(120)가 이를 연속적으로 측정하게 된다. 또한, 수중 청음기(120)에는 수심센서 및 수온센서가 설치될 수 있으며, 수중방사소음과 함께 수심 및 수온 또한 연속으로 측정하게 된다. 이렇게 측정된 수중방사소음은 전기신호로 변환되어 필터링 및 증폭과정을 거치게 되며, 실제 계측에 필요한 주파수 대역에 상응하도록 신호 크기가 증폭된다.The hydrophone 120 can be automatically operated by a timer at a preset time, and when underwater radiation noise is generated underwater by the ship 1, each hydrophone 120 measures it continuously. . Additionally, a water depth sensor and a water temperature sensor may be installed in the hydrophone 120, and water depth and water temperature along with underwater radiated noise are continuously measured. The underwater radiated noise measured in this way is converted into an electrical signal and goes through filtering and amplification processes, and the signal size is amplified to correspond to the frequency band required for actual measurement.

위치 동기화부(130)는 앞서 부이(110) 및 선박(1) 각각에 마련된 GPS 측정기를 통해 측정되는 실시간 GPS 위치정보를 토대로 부이(110)와 선박(1)의 실시간 위치를 동기화하게 된다.The position synchronization unit 130 synchronizes the real-time positions of the buoy 110 and the ship 1 based on real-time GPS location information measured through GPS measuring devices provided in each of the buoy 110 and the ship 1.

보다 구체적으로, 선박(1)이 부이(110)와 일정 거리를 유지하면서 일정 속도로 운항하더라도, 해류 및 바람에 의해 부이(110)와 선박(1) 간 거리는 일정하지 않고 계속해서 변경된다. 따라서, 위치 동기화부(130)에서는 부이(110)에 설치된 GPS 측정기로부터 측정된 실시간 GPS 위치정보와, 선박(1)에 설치된 GPS 측정기로부터 측정된 실시간 GPS 위치정보를 하나로 취합하여 저장하고, 각 시간 별 선박(1)과 부이(110)의 위치를 동기화하게 된다.More specifically, even if the ship 1 maintains a certain distance from the buoy 110 and operates at a constant speed, the distance between the buoy 110 and the ship 1 is not constant and continuously changes due to ocean currents and winds. Therefore, the location synchronization unit 130 collects and stores the real-time GPS location information measured from the GPS measuring device installed on the buoy 110 and the real-time GPS location information measured from the GPS measuring device installed on the ship 1, and stores it at each time. The positions of the star ship 1 and the buoy 110 are synchronized.

이때, 위치 동기화부(130)는 부이(110)의 시간 별 실시간 위치와, 선박(1)의 시간 별 실시간 위치의 Spline 기법을 이용하여 시간차를 보정하게 된다.At this time, the position synchronization unit 130 corrects the time difference between the hourly real-time position of the buoy 110 and the hourly real-time position of the ship 1 using the spline technique.

보다 구체적으로, 부이(110)에서 측정되는 실시간 GPS 위치정보와 선박(1)에서 측정되는 실시간 GPS 위치정보는 계측 시간 및 통신 주기에 따라 동기화 오차가 발생하게 된다. 따라서, 부이(110) 및 선박(1)은 각각 실시간 GPS 위치정보를 NMEA 포멧으로 위치 동기화부(130)로 전송하게 된다. 여기에서, NMEA 포멧은 부이(110) 및 선박(1)의 위치뿐만 아니라 계측 시간을 포함한다. 위치 동기화부(130)는 부이(110)의 시간 별 실시간 위치를 기반으로 시간 불연속인 선박(1)의 실시간 위치와 부이(110)의 실시간 위치를 각 GPS 계측 시간 데이터를 기반으로 Spline 알고리즘을 적용하여 연속 시간으로 재구성하고, 동일한 시간 데이터를 추출하여 불연속인 GPS 시간 별 실시간 GPS 위치정보를 연속 시간으로 변환함으로써 부이(110)와 선박(1)의 두 GPS 위치정보 간의 불위치를 보정하게 된다.More specifically, synchronization errors occur between the real-time GPS location information measured by the buoy 110 and the real-time GPS location information measured by the ship 1 depending on the measurement time and communication period. Accordingly, the buoy 110 and the vessel 1 each transmit real-time GPS location information to the location synchronization unit 130 in NMEA format. Here, the NMEA format includes the location of the buoy 110 and the vessel 1 as well as the measurement time. The position synchronization unit 130 applies the spline algorithm to the real-time position of the time-discontinuous vessel 1 and the real-time position of the buoy 110 based on the real-time position of the buoy 110 by time based on each GPS measured time data. By reconstructing it into continuous time, extracting the same time data, and converting the real-time GPS location information for each discontinuous GPS time into continuous time, the mislocation between the two GPS location information of the buoy 110 and the ship 1 is corrected.

또한, 위치 동기화부(130)는 수중 청음기(120)에서 생성되는 교정용 음향신호를 수신한 후, 교정용 음향신호를 토대로 수중 청음기(120)를 교정할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에서 위치 동기화부(130)는 보다 정확한 수중방사소음 계측을 위하여, 부이(110)를 설치하기 전 부이(110)의 교정을 진행할 수 있다. 이는 부이(110)를 설치하는 선박과 교정 결과를 확인하는 작업자의 위치가 서로 다른 선박일 경우, 이를 교정하여 정확도를 높이기 위함이다.Additionally, the position synchronization unit 130 may receive a calibration sound signal generated by the hydrophone 120 and then calibrate the hydrophone 120 based on the calibration sound signal. More specifically, in the present invention, the position synchronization unit 130 can calibrate the buoy 110 before installing the buoy 110 for more accurate underwater radiation noise measurement. This is to improve accuracy by correcting the location of the vessel installing the buoy 110 and the operator checking the calibration results in different locations.

이를 위하여, 부이(110)에 설치된 무선 통신기(WIFI 장치 또는 RF 장치)는 수중 청음기(120)에서 생성되는 음향신호를 실시간으로 위치 동기화부(130)로 전송하게 된다. 위치 동기화부(130)에서는 이를 통해 교정결과가 현장에 위치하는 어느 선박에서도 확인이 가능하도록 함으로써, 수중 청음기(120)를 통해 수신되는 수중방사소음 계측값의 정확도가 높아지도록 한다.To this end, the wireless communicator (WIFI device or RF device) installed on the buoy 110 transmits the acoustic signal generated by the hydrophone 120 to the position synchronization unit 130 in real time. The position synchronization unit 130 allows the calibration results to be confirmed on any vessel located in the field, thereby increasing the accuracy of the underwater radiated noise measurement value received through the hydrophone 120.

계측부(140)는 부이(110)의 위치를 중심점으로 하여 선박(1)의 수중방사소음 계측을 위한 CPA 반경을 설정하고, CPA 반경과 접하는 접점을 통과하는 선박(1)의 수중방사소음을 계측하는 역할을 한다. 이에 대해 살펴보면 다음과 같다.The measurement unit 140 sets the CPA radius for measuring underwater radiation noise of the ship 1 using the position of the buoy 110 as the center point, and measures the underwater radiation noise of the ship 1 passing through the contact point in contact with the CPA radius. It plays a role. Looking at this, it is as follows.

도 2는 부이(110)의 위치를 중심으로 CPA 반경 및 권고 방위각(Heading)을 설정하는 개념을 나타낸 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the concept of setting the CPA radius and recommended azimuth (Heading) centered on the position of the buoy 110.

도 2를 살펴보면, 계측부(140)에서 운항중인 선박(1)의 수중방사소음을 계측하기 위해서는, 선박(1)이 부이(110)와 미리 정해진 거리(CPA)를 통과하는 것이 필요하다. 따라서, 본 발명에서 계측부(140)는 부이(110)의 위치를 중심점으로 하는 일정한 CPA 반경을 설정한다. 여기에서, CPA 반경은 CPA 거리를 반지름으로 하는 원 형태의 영역을 의미한다.Referring to FIG. 2, in order for the measurement unit 140 to measure the underwater radiation noise of the vessel 1 in operation, it is necessary for the vessel 1 to pass a predetermined distance (CPA) from the buoy 110. Therefore, in the present invention, the measurement unit 140 sets a constant CPA radius with the position of the buoy 110 as the center point. Here, the CPA radius means a circular area with the CPA distance as the radius.

계측부(140)는 일정 속도로 운항중인 선박(1)의 실시간 GPS 위치정보를 토대로 기 생성된 CPA 반경과 접하는 가상의 접선을 형성하고, 이때 접선과 CPA 반경이 서로 접하는 접점과 선박(1)을 있는 가상의 선을 기준으로 선박(1)의 실시간 권고 방위각(Heading)을 결정하게 된다. 계측부(140)는 이를 실시간 모니터링 프로그램에서 도시화하게 되고, 선박(1)은 이를 토대로 정해진 항로로 운항하게 되며, 부이(110)에 설치된 수중 청음기(120)는 해당 운항중인 선박(1)의 수중방사소음을 계측하게 되는 것이다.The measuring unit 140 forms a virtual tangent in contact with the previously generated CPA radius based on real-time GPS location information of the ship 1 operating at a constant speed, and at this time, the contact point where the tangent line and the CPA radius touch each other and the ship 1 are connected. The real-time recommended azimuth (heading) of the ship (1) is determined based on the virtual line. The measurement unit 140 urbanizes this in a real-time monitoring program, and the ship 1 operates on a determined route based on this, and the hydrophone 120 installed on the buoy 110 records the underwater radiation of the ship 1 in operation. The noise is measured.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art can make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that it is possible.

100: 부이를 이용한 선박 수중방사소음 계측 시스템
1: 선박
110: 부이
120: 수중 청음기
130: 위치 동기화부
140: 계측부100: Ship underwater radiation noise measurement system using buoys
1: Ship
110: buoy
120: Hydrophone
130: Position synchronization unit
140: measurement unit

Claims (4)

선박(1)과 일정 거리 이격된 위치에 부유되는 부이(110);
상기 부이(110)의 하측 방향으로 설치되는 하나 이상의 수중 청음기(120);
상기 부이(110)의 실시간 GPS 위치정보와 상기 선박(1)의 실시간 GPS 위치정보를 토대로 상기 부이(110)와 선박(1)의 실시간 위치를 동기화하는 위치 동기화부(130); 및
상기 부이(110)의 위치를 중심점으로 하여 상기 선박(1)의 수중방사소음 계측을 위한 CPA 반경을 설정하고, 상기 CPA 반경과 접하는 접점을 통과하는 선박(1)의 수중방사소음을 계측하는 계측부(140);를 포함하며,
상기 부이(110) 및 선박(1) 각각에는 실시간 GPS 위치정보를 측정하기 위한 GPS 측정기와, 측정된 실시간 GPS 위치정보를 상기 위치 동기화부(130)로 전송하는 무선 통신기가 마련되고,
상기 부이(110)에 설치된 GPS 측정기는 부이(110)의 실시간 GPS 위치정보를 측정한 후 상기 위치 동기화부(130)로 전송하고, 상기 위치 동기화부(130)는 상기 실시간 GPS 위치정보를 선박(1)의 실시간 GPS 위치정보와 실시간으로 연동시켜 부이(110)와 선박(1) 간 실시간 위치를 동기화하고,
상기 위치 동기화부(130)는 상기 수중 청음기(120)에서 생성되는 교정용 음향신호를 수신한 후, 상기 교정용 음향신호를 토대로 상기 수중 청음기(120)를 교정하며,
상기 무선 통신기는 RF 통신기 및 WIFI 통신기를 포함하며, 상기 선박(1)과 상기 부이(110) 간 거리가 기 설정된 거리 이하인 경우 상기 WIFI 통신기를 통해 상기 부이(110)의 실시간 GPS 위치정보를 상기 위치 동기화부(130)로 전송하고, 상기 선박(1)과 상기 부이(110) 간 거리가 기 설정된 거리를 초과하는 경우 상기 RF 통신기를 통해 상기 부이(110)의 실시간 GPS 위치정보를 상기 위치 동기화부(130)로 전송하며,
상기 수중 청음기(120)는 상기 부이(110) 하측에 마련된 로프 상에 다수 개가 일정 간격을 유지하도록 마련되고, 각각의 수중 청음기(120)는 동일 수직선 상에 위치되며,
상기 수중 청음기(120)는 기 설정된 시간에 타이머에 의해 자동으로 작동되고, 선박(1)에 의해 수중으로 수중방사소음이 생성되는 경우, 각각의 수중 청음기(120)가 연속적으로 측정하게 되고,
상기 수중 청음기(120)에는 수심센서 및 수온센서가 설치되어 수중방사소음과 함께 수심 및 수온을 연속으로 측정하며,
상기 위치 동기화부(130)는 상기 부이(110)의 시간 별 실시간 위치와, 선박(1)의 시간 별 실시간 위치를 Spline 기법을 통해 시간차를 보정하고, 상기 부이(110) 및 선박(1)은 각각 실시간 위치정보를 NMEA 포멧으로 상기 위치 동기화부(130)로 전송하고, 상기 위치 동기화부(130)는 상기 부이(110)의 시간 별 실시간 위치를 기반으로 시간 불연속인 선박(1)의 실시간 위치와 상기 부이(110)의 실시간 위치를 각 GPS 계측 시간 데이터를 기반으로 Spline 알고리즘을 적용하여 연속 시간으로 재구성하고, 동일한 시간 데이터를 추출하여 불연속인 GPS 시간 별 실시간 GPS 위치정보를 연속 시간으로 변환함으로써 상기 부이(110)와 선박(1)의 두 GPS 위치정보 간 불위치를 보정하고,
상기 계측부(140)는 상기 부이(110)의 위치를 중심점으로 하는 일정한 CPA 반경을 설정하고, 일정 속도로 운항중인 선박(1)의 실시간 GPS 위치정보를 토대로 기 생성된 CPA 반경과 접하는 가상의 접선을 형성하고, 상기 접선과 CPA 반경이 서로 접하는 접점과 선박(1)을 잇는 가상의 선을 기준으로 선박(1)의 실시간 권고 방위각(Heading)을 결정한 후 도시화하는 것을 특징으로 하는, 부이를 이용한 선박 수중방사소음 계측 시스템.A buoy (110) floating at a position spaced a certain distance away from the ship (1);
One or more hydrophones 120 installed toward the lower side of the buoy 110;
A location synchronization unit 130 that synchronizes the real-time positions of the buoy 110 and the vessel 1 based on the real-time GPS location information of the buoy 110 and the real-time GPS location information of the vessel 1; and
A measurement unit that sets the CPA radius for measuring underwater radiation noise of the ship (1) using the position of the buoy (110) as the center point, and measures the underwater radiation noise of the ship (1) passing through the contact point in contact with the CPA radius. Contains (140);
Each of the buoy 110 and the ship 1 is equipped with a GPS measuring device for measuring real-time GPS location information and a wireless communicator for transmitting the measured real-time GPS location information to the location synchronization unit 130,
The GPS measuring device installed on the buoy 110 measures the real-time GPS location information of the buoy 110 and transmits it to the location synchronization unit 130, and the location synchronization unit 130 transmits the real-time GPS location information to the ship ( 1) synchronizes the real-time location between the buoy (110) and the vessel (1) by linking in real time with the real-time GPS location information,
The position synchronization unit 130 receives the calibration sound signal generated by the hydrophone 120 and then calibrates the hydrophone 120 based on the calibration sound signal,
The wireless communicator includes an RF communicator and a WIFI communicator, and when the distance between the vessel 1 and the buoy 110 is less than a preset distance, the real-time GPS location information of the buoy 110 is sent to the location through the WIFI communicator. Transmitted to the synchronization unit 130, and when the distance between the vessel 1 and the buoy 110 exceeds a preset distance, real-time GPS location information of the buoy 110 is transmitted to the location synchronization unit through the RF communicator. Send to (130),
A plurality of the hydrophones 120 are provided at regular intervals on a rope provided below the buoy 110, and each hydrophone 120 is located on the same vertical line,
The hydrophone 120 is automatically operated by a timer at a preset time, and when underwater radiation noise is generated underwater by the ship 1, each hydrophone 120 measures continuously,
The hydrophone 120 is equipped with a water depth sensor and a water temperature sensor to continuously measure water depth and water temperature along with underwater radiation noise,
The position synchronization unit 130 corrects the time difference between the hourly real-time position of the buoy 110 and the hourly real-time position of the ship 1 through the Spline technique, and the buoy 110 and the ship 1 Real-time location information is transmitted to the location synchronization unit 130 in NMEA format, and the location synchronization unit 130 determines the real-time location of the vessel 1 with time discontinuity based on the real-time location of the buoy 110 by time. And the real-time location of the buoy 110 is reconstructed into continuous time by applying the Spline algorithm based on each GPS measured time data, and the same time data is extracted and real-time GPS location information for each discontinuous GPS time is converted into continuous time. Correcting the misposition between the two GPS location information of the buoy 110 and the ship 1,
The measuring unit 140 sets a constant CPA radius with the position of the buoy 110 as the center point, and creates a virtual tangent that touches the CPA radius previously generated based on real-time GPS location information of the vessel 1 operating at a constant speed. , and determining the real-time recommended azimuth (Heading) of the ship (1) based on a virtual line connecting the contact point where the tangent line and the CPA radius are in contact with each other and the ship (1) and then urbanizing it using a buoy. Ship underwater radiated noise measurement system. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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