JPH04220581A - トロール網の音波位置決定装置 - Google Patents
トロール網の音波位置決定装置Info
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- JPH04220581A JPH04220581A JP6539691A JP6539691A JPH04220581A JP H04220581 A JPH04220581 A JP H04220581A JP 6539691 A JP6539691 A JP 6539691A JP 6539691 A JP6539691 A JP 6539691A JP H04220581 A JPH04220581 A JP H04220581A
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K73/00—Drawn nets
- A01K73/02—Trawling nets
- A01K73/025—Regulation of net depth
-
- 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
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/0009—Transmission of position information to remote stations
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- 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
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、船引きまたは自力推進
水中物体の音波位置探知方法およびその装置ならびに、
この方法のトロール船および海底に関するトロール網の
位置探知への応用に関する。
水中物体の音波位置探知方法およびその装置ならびに、
この方法のトロール船および海底に関するトロール網の
位置探知への応用に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】水中
物体の位置を精確に知ることは極めて重要である。特に
、物体が船舶によって引かれているものである場合、そ
の位置を知ることは、物体をより良好に誘導し、船舶と
その物体によって形成された一団のいっそう巧みな航行
を可能にし、物体を失う危険（多くの場合、多額の出費
となる）を低減し、危険とみなされる岩礁を避けること
により船員の安全を高めることができる。さらに、トロ
ール網を引くトロール船の場合、しばしば岩場に位置す
る既知の漁場でトロール網を誘導することは、ごくわず
かな引索（トロール網を引くために用いる綱）のずれも
トロール網が十分にはらむ速度を著しく低下させるので
、漁獲高の最大収益性を得るために、より多くの漁獲を
上げ、（網の水平な開口のために）漁具を対称的に精確
に設置するために精確に行う必要がある。
物体の位置を精確に知ることは極めて重要である。特に
、物体が船舶によって引かれているものである場合、そ
の位置を知ることは、物体をより良好に誘導し、船舶と
その物体によって形成された一団のいっそう巧みな航行
を可能にし、物体を失う危険（多くの場合、多額の出費
となる）を低減し、危険とみなされる岩礁を避けること
により船員の安全を高めることができる。さらに、トロ
ール網を引くトロール船の場合、しばしば岩場に位置す
る既知の漁場でトロール網を誘導することは、ごくわず
かな引索（トロール網を引くために用いる綱）のずれも
トロール網が十分にはらむ速度を著しく低下させるので
、漁獲高の最大収益性を得るために、より多くの漁獲を
上げ、（網の水平な開口のために）漁具を対称的に精確
に設置するために精確に行う必要がある。
【０００３】現在、水中物体の位置を管理するために使
用される各種のシステムがあるが、これらのシステムは
精確さを欠いている。水面上の船舶および海底に対する
物体の位置は、ごく近似的にしか決定されず、物体が船
引きされるものである場合、これらのシステムは物体を
船引きするために使用される綱に前もって参照点を作ら
なければならない。この作業は全乗組員を少なくともま
る２日以上多忙にさせ、著しい時間の損失となる。
用される各種のシステムがあるが、これらのシステムは
精確さを欠いている。水面上の船舶および海底に対する
物体の位置は、ごく近似的にしか決定されず、物体が船
引きされるものである場合、これらのシステムは物体を
船引きするために使用される綱に前もって参照点を作ら
なければならない。この作業は全乗組員を少なくともま
る２日以上多忙にさせ、著しい時間の損失となる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】こうした課題を解決する
ために、本発明は、水中物体の音波位置探知方法および
それに従った装置に関し、その方法および装置により、
船舶などの基準点に関して、また、海底（数メートル以
内で海底の位置を知ることができる）に関して、物体を
精確に位置探知することができる。このために、本発明
の装置は、第１に、物体に設置され、位置センサと連携
した音波送信装置、第２に、船舶などの基準点に固定的
に結合されており、電子式データ処理・表示装置と連携
した音波受信装置を含む。物体および船舶それぞれに位
置する２の同期クロックが、位置センサ、信号の送信、
受信および処理、ならびに情報の表示を制御する。
ために、本発明は、水中物体の音波位置探知方法および
それに従った装置に関し、その方法および装置により、
船舶などの基準点に関して、また、海底（数メートル以
内で海底の位置を知ることができる）に関して、物体を
精確に位置探知することができる。このために、本発明
の装置は、第１に、物体に設置され、位置センサと連携
した音波送信装置、第２に、船舶などの基準点に固定的
に結合されており、電子式データ処理・表示装置と連携
した音波受信装置を含む。物体および船舶それぞれに位
置する２の同期クロックが、位置センサ、信号の送信、
受信および処理、ならびに情報の表示を制御する。
【０００５】本発明が提起する水中物体の音波位置探知
方法は、水中物体から、水中物体ならびに、海底および
水中環境の表面に対する位置探知の特性パラメータを測
定する段階と、測定されたパラメータを、水中環境にお
いて音響信号として送信できるように符号化する段階と
、水中物体から既知の位置にある基準点に基準音響信号
を送信し、また、水中物体から基準点に、符号化された
パラメータを、選択された符号および送信される測定値
に適合された速度および周波数の音響信号として送信す
る段階と、基準点で音響信号を受信し、この信号にもと
づき、復号化および計算によって、測定パラメータおよ
びその基準点に対する水中物体の位置探知に関するパラ
メータを抽出し、その結果、水中物体と基準点との間の
距離に関する情報が参照音響信号の送信と受信との間の
時間差を計算することによって得られる段階と、を備え
ている。
方法は、水中物体から、水中物体ならびに、海底および
水中環境の表面に対する位置探知の特性パラメータを測
定する段階と、測定されたパラメータを、水中環境にお
いて音響信号として送信できるように符号化する段階と
、水中物体から既知の位置にある基準点に基準音響信号
を送信し、また、水中物体から基準点に、符号化された
パラメータを、選択された符号および送信される測定値
に適合された速度および周波数の音響信号として送信す
る段階と、基準点で音響信号を受信し、この信号にもと
づき、復号化および計算によって、測定パラメータおよ
びその基準点に対する水中物体の位置探知に関するパラ
メータを抽出し、その結果、水中物体と基準点との間の
距離に関する情報が参照音響信号の送信と受信との間の
時間差を計算することによって得られる段階と、を備え
ている。
【０００６】また、本発明に関する水中物体の音波位置
探知装置は、水中物体の位置を測定するための装置に装
備され、水中物体に固定的に結合された１以上の音波ビ
ーコン、音響信号送信装置、測定装置および送信装置を
制御するためのクロックと、基準点において、その水中
位置が既知であるゴニオメータを形成する音響信号の受
信用の２個のハイドロフォンと、２個のハイドロフォン
から入来する信号を受信するように設計された第１のチ
ャネルにおいて、直列に接続された、１送信周波数を選
択するためのろ波装置および各ハイドロフォンから入来
する信号間の位相差を測定するための装置、および１個
のハイドロフォンから入来する信号を受信するように設
計された第２のチャネルにおいて、直列に接続された、
ろ波装置および異なる送信周波数の検出装置を有する処
理装置とを備え、第１のチャネルおよび第２のチャネル
から入来する信号は、制御クロックと同期された装置に
より制御される計数・計算装置に転送され、水中物体の
位置探知に関する情報を出力することを特徴とする。
探知装置は、水中物体の位置を測定するための装置に装
備され、水中物体に固定的に結合された１以上の音波ビ
ーコン、音響信号送信装置、測定装置および送信装置を
制御するためのクロックと、基準点において、その水中
位置が既知であるゴニオメータを形成する音響信号の受
信用の２個のハイドロフォンと、２個のハイドロフォン
から入来する信号を受信するように設計された第１のチ
ャネルにおいて、直列に接続された、１送信周波数を選
択するためのろ波装置および各ハイドロフォンから入来
する信号間の位相差を測定するための装置、および１個
のハイドロフォンから入来する信号を受信するように設
計された第２のチャネルにおいて、直列に接続された、
ろ波装置および異なる送信周波数の検出装置を有する処
理装置とを備え、第１のチャネルおよび第２のチャネル
から入来する信号は、制御クロックと同期された装置に
より制御される計数・計算装置に転送され、水中物体の
位置探知に関する情報を出力することを特徴とする。
【０００７】
【実施例】トロール船および海底に対するトロール網の
位置を精確に知ることは特に重要であるので、以下では
この特殊な例に関して説明する。しかし、本発明が他の
水中用途に利用できることは極めて明白である。
位置を精確に知ることは特に重要であるので、以下では
この特殊な例に関して説明する。しかし、本発明が他の
水中用途に利用できることは極めて明白である。
【０００８】図１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本
発明に従ったトロール網の位置探知システムを装備し、
トロール網を引いているトロール船の縦断面図および平
面図である。トロール船１は、一方をトロール船の各船
端Ａ１およびＡ２に、他方をトロール網の各翼端Ｂ１お
よびＢ２に固定された引索３と称する２本の綱によって
トロール網２を引いている。トロール網２および引索３
によって形成された一体を漁具と称する。
発明に従ったトロール網の位置探知システムを装備し、
トロール網を引いているトロール船の縦断面図および平
面図である。トロール船１は、一方をトロール船の各船
端Ａ１およびＡ２に、他方をトロール網の各翼端Ｂ１お
よびＢ２に固定された引索３と称する２本の綱によって
トロール網２を引いている。トロール網２および引索３
によって形成された一体を漁具と称する。
【０００９】パネル６は各引索に付いている。このパネ
ル６は木またはプラスチックなどで作られている。これ
は、ドリフト抑制用浮き板またはオッターボードの役目
を果たしており、トロール網２が開口するように２本の
引索３を引き離すように設計されている。
ル６は木またはプラスチックなどで作られている。これ
は、ドリフト抑制用浮き板またはオッターボードの役目
を果たしており、トロール網２が開口するように２本の
引索３を引き離すように設計されている。
【００１０】音波送信用の２の音波ビーコン７は、その
位置を精確に知らなければならない地点に取り付けられ
ている。これらの地点は、例えばトロール網の場合、ト
ロール網の翼端４の前面である。これらのビーコン７は
、トロール船後部に設置され、漁具を海中に放出する際
またはトロール船上に引き上げる際に引索を誘導するた
めに使用される滑車の反復的な衝撃および動きに耐えら
れる小型パックの形状をしている。音波ビーコンの浮遊
性は、トロール網が水中にある時にビーコンが適切な位
置をとれるようにすることに関して消極的である。
位置を精確に知らなければならない地点に取り付けられ
ている。これらの地点は、例えばトロール網の場合、ト
ロール網の翼端４の前面である。これらのビーコン７は
、トロール船後部に設置され、漁具を海中に放出する際
またはトロール船上に引き上げる際に引索を誘導するた
めに使用される滑車の反復的な衝撃および動きに耐えら
れる小型パックの形状をしている。音波ビーコンの浮遊
性は、トロール網が水中にある時にビーコンが適切な位
置をとれるようにすることに関して消極的である。
【００１１】音波受信用の２個のハイドロフォン８は、
トロール船１に固定的に結合されたロッド９に据え付け
られている。このロッドは、トロール船の片側または船
体内にある。２個のハイドロフォンは、ゴニオメータを
形成するように水平方向に配置されている。ハイドロフ
ォンは、音波ビーコンから入来する音響信号を受信し、
それらを電気信号に変換し、変換された信号はケーブル
によってトロール船上にある電子装置に再転送される。 ハイドロフォンは、音波ビーコンの相対方位、トロール
船１の進行軸に対するビーコンの最大４５°までの偏角
の角度Ｇおよび、漁具の方向の平面上における放射の測
定が可能である。潜水部分Ｉは、音波ビーコン７と海面
との間の距離である。高度Ａは、音波ビーコン７と海底
との間の距離である。これらの測定および計算を実行す
るために、各音波ビーコンには、電子装置にあるマスタ
クロックと同期されたクロックが装備されている。
トロール船１に固定的に結合されたロッド９に据え付け
られている。このロッドは、トロール船の片側または船
体内にある。２個のハイドロフォンは、ゴニオメータを
形成するように水平方向に配置されている。ハイドロフ
ォンは、音波ビーコンから入来する音響信号を受信し、
それらを電気信号に変換し、変換された信号はケーブル
によってトロール船上にある電子装置に再転送される。 ハイドロフォンは、音波ビーコンの相対方位、トロール
船１の進行軸に対するビーコンの最大４５°までの偏角
の角度Ｇおよび、漁具の方向の平面上における放射の測
定が可能である。潜水部分Ｉは、音波ビーコン７と海面
との間の距離である。高度Ａは、音波ビーコン７と海底
との間の距離である。これらの測定および計算を実行す
るために、各音波ビーコンには、電子装置にあるマスタ
クロックと同期されたクロックが装備されている。
【００１２】図２は情報の表示例を示す。情報の表示は
電子装置で実施可能である。この図では、２個のボック
スＣ１およびＣ２は、音波ビーコンとトロール船との間
の距離の常時的表示を行う。第３のボックスＣ３では特
定の指示が、２個の音波ビーコンの位置の相対方位、潜
水深度および海底に対する高度に関する情報を与える。
電子装置で実施可能である。この図では、２個のボック
スＣ１およびＣ２は、音波ビーコンとトロール船との間
の距離の常時的表示を行う。第３のボックスＣ３では特
定の指示が、２個の音波ビーコンの位置の相対方位、潜
水深度および海底に対する高度に関する情報を与える。
【００１３】図３は、本発明に従った送信装置のブロッ
ク図を示す。送信時、各音波ビーコン７は、プローブ２
１を、双方向リンクによって、ビーコンの位置の海底に
対する高度および潜水深度をそれぞれ計算するために、
高度ΔｔＡ測定装置２２、ΔｔＩ変換装置２４に接続さ
れた圧力センサ２３、および、ハイドロフォン８に向け
て音響信号として海底からの高度および潜水深度に関す
る情報を送信するための送信装置２５と接続させる。プ
ローブ２１および圧力センサ２３は、例えば、プローブ
２１については、最大高度５０ ｍ、精度±０．５
ｍ、分解能±０．１ ｍ、圧力センサについては、
最大潜水深度５００ｍ、精度±０．５ ｍといったよ
うに希望の特性の関数として選択される。送信装置では
、到達レンジを、例えば、１５００ ｍとすべきであ
る。
ク図を示す。送信時、各音波ビーコン７は、プローブ２
１を、双方向リンクによって、ビーコンの位置の海底に
対する高度および潜水深度をそれぞれ計算するために、
高度ΔｔＡ測定装置２２、ΔｔＩ変換装置２４に接続さ
れた圧力センサ２３、および、ハイドロフォン８に向け
て音響信号として海底からの高度および潜水深度に関す
る情報を送信するための送信装置２５と接続させる。プ
ローブ２１および圧力センサ２３は、例えば、プローブ
２１については、最大高度５０ ｍ、精度±０．５
ｍ、分解能±０．１ ｍ、圧力センサについては、
最大潜水深度５００ｍ、精度±０．５ ｍといったよ
うに希望の特性の関数として選択される。送信装置では
、到達レンジを、例えば、１５００ ｍとすべきであ
る。
【００１４】音波ビーコンは、例えば、温度センサ、電
圧センサ、トロール網開口センサ、トロール網充満セン
サなどの他のセンサを備えることもできる。各音波ビー
コンは、電子装置にあるマスタクロックと同期するクロ
ック２６が装備されており、これは、音響信号の測定お
よび送信の速度を決定する。ビーコンのクロックは、そ
れぞれ識別できるように、相互に時差的にずらされてい
る。
圧センサ、トロール網開口センサ、トロール網充満セン
サなどの他のセンサを備えることもできる。各音波ビー
コンは、電子装置にあるマスタクロックと同期するクロ
ック２６が装備されており、これは、音響信号の測定お
よび送信の速度を決定する。ビーコンのクロックは、そ
れぞれ識別できるように、相互に時差的にずらされてい
る。
【００１５】図４は、１再現に対応する１周期の測定に
関する音波ビーコンとハイドロフォンとの間の送信信号
および受信信号のタイミング図を示す。音波ビーコンの
センサによって測定された各種パラメータを受信ハイド
ロフォンに音響信号として送信するために、これらのパ
ラメータは符号化される。選択された符号は、時間間隔
が測定された各パラメータ値に対応するような時間的符
号である。このような符号を送信するために使用される
一手段は、センサによって測定された全パラメータを送
信するのに十分である多数の音響パルスの送信であり、
これらのパルス間の時間間隔は測定されるパラメータに
特徴的なものとする。図４のタイミング図は、トロール
船に関するトロール網の位置を計算するために必要な信
号の送信および受信にのみ関するものであり、測定パラ
メータは音波ビーコンの位置の高度Ａおよび音波ビーコ
ンの潜水深度Ｉである。しかし、同様にして、他のパラ
メータも符号化して送信することができる。そのような
パラメータは、例えば、温度および電圧の測定値、トロ
ール網の開口または漁獲率の測定値とすることができる
。
関する音波ビーコンとハイドロフォンとの間の送信信号
および受信信号のタイミング図を示す。音波ビーコンの
センサによって測定された各種パラメータを受信ハイド
ロフォンに音響信号として送信するために、これらのパ
ラメータは符号化される。選択された符号は、時間間隔
が測定された各パラメータ値に対応するような時間的符
号である。このような符号を送信するために使用される
一手段は、センサによって測定された全パラメータを送
信するのに十分である多数の音響パルスの送信であり、
これらのパルス間の時間間隔は測定されるパラメータに
特徴的なものとする。図４のタイミング図は、トロール
船に関するトロール網の位置を計算するために必要な信
号の送信および受信にのみ関するものであり、測定パラ
メータは音波ビーコンの位置の高度Ａおよび音波ビーコ
ンの潜水深度Ｉである。しかし、同様にして、他のパラ
メータも符号化して送信することができる。そのような
パラメータは、例えば、温度および電圧の測定値、トロ
ール網の開口または漁獲率の測定値とすることができる
。
【００１６】各再現において、各音波ビーコンの送信装
置は、ハイドロフォンに向けて、異なる時点または瞬間
に３のパルスを送信する。これらのパルスは、時点ｔ０
に周波数ｆ１（例えば、ｆ１＝１８ ｋＨｚ）による
距離用パルス、時点ｔ０＋ΔｔＡに周波数ｆ２（例えば
、ｆ２＝２０ ｋＨｚ）による高度用パルスおよび、
時点ｔ０＋ΔｔＩに周波数ｆ２による潜水深度用パルス
である。
置は、ハイドロフォンに向けて、異なる時点または瞬間
に３のパルスを送信する。これらのパルスは、時点ｔ０
に周波数ｆ１（例えば、ｆ１＝１８ ｋＨｚ）による
距離用パルス、時点ｔ０＋ΔｔＡに周波数ｆ２（例えば
、ｆ２＝２０ ｋＨｚ）による高度用パルスおよび、
時点ｔ０＋ΔｔＩに周波数ｆ２による潜水深度用パルス
である。
【００１７】時間間隔ΔｔＡは、音波ビーコン７の位置
の高度の測定に関連する。この測定は、プローブ２１に
より標準的な方法で行われる。すなわち、プローブ２１
は、時点ｔ０で海底に向けて周波数ｆｓ（ｆｓは、ｆ１
およびｆ２とは著しく異なるものとし、例えば３００
ｋＨｚとする）で信号を送信し、プローブと海底との
距離にもとづく時間間隔ΔｔＡの終わりにその同一信号
ｆｓの反響を受信する。高度ΔｔＡ測定装置２２によっ
て測定されたこの時間間隔ΔｔＡは、瞬間ｔ１がプロー
ブによって測定できる最大距離に一致するような、瞬間
ｔ０およびｔ１との間の時間的窓ＦＡの内部にある。
の高度の測定に関連する。この測定は、プローブ２１に
より標準的な方法で行われる。すなわち、プローブ２１
は、時点ｔ０で海底に向けて周波数ｆｓ（ｆｓは、ｆ１
およびｆ２とは著しく異なるものとし、例えば３００
ｋＨｚとする）で信号を送信し、プローブと海底との
距離にもとづく時間間隔ΔｔＡの終わりにその同一信号
ｆｓの反響を受信する。高度ΔｔＡ測定装置２２によっ
て測定されたこの時間間隔ΔｔＡは、瞬間ｔ１がプロー
ブによって測定できる最大距離に一致するような、瞬間
ｔ０およびｔ１との間の時間的窓ＦＡの内部にある。
【００１８】音波ビーコンの潜水深度は、ｔ２＞ｔ１で
あるような時点ｔ２で圧力センサ２３によって測定され
る。この測定値は、その後、変換装置２４によって時間
間隔Δｔ２に変換される。従って、時間間隔Δｔ２は、
それから（ｔ２−ｔ０）を引くことにより、時間間隔Δ
ｔＩから得られた、音波ビーコン７の潜水深度の測定値
である。
あるような時点ｔ２で圧力センサ２３によって測定され
る。この測定値は、その後、変換装置２４によって時間
間隔Δｔ２に変換される。従って、時間間隔Δｔ２は、
それから（ｔ２−ｔ０）を引くことにより、時間間隔Δ
ｔＩから得られた、音波ビーコン７の潜水深度の測定値
である。
【００１９】時間間隔Δｔ２は、瞬間ｔ３が圧力センサ
２３によって測定できる最大潜水深度に一致するような
、瞬間ｔ２およびｔ３との間の時間的窓ＦＩに含まれる
。
２３によって測定できる最大潜水深度に一致するような
、瞬間ｔ２およびｔ３との間の時間的窓ＦＩに含まれる
。
【００２０】距離用パルスと高度用パルスとの識別は、
周波数によって行われる。高度用パルスと潜水深度用パ
ルスとの識別は、ｔ２＞ｔ１を選択することによって得
られる時間的識別である。
周波数によって行われる。高度用パルスと潜水深度用パ
ルスとの識別は、ｔ２＞ｔ１を選択することによって得
られる時間的識別である。
【００２１】音波ビーコン７の一方によって送信された
パルスは、時間間隔ΔｔＤの終わりに２のハイドロフォ
ン８によって受信される。この時間間隔は、この音波ビ
ーコン７とハイドロフォン８との間の斜角距離Ｄの測定
値である。
パルスは、時間間隔ΔｔＤの終わりに２のハイドロフォ
ン８によって受信される。この時間間隔は、この音波ビ
ーコン７とハイドロフォン８との間の斜角距離Ｄの測定
値である。
【００２２】１周期の測定は、１音波ビーコンに対応す
る信号の送信、受信および処理に一致する。第１の測定
周期が終了すると、第２の音波ビーコンが信号を送信す
る。１再現は、この２の音波ビーコンにそれぞれ対応す
る２周期の測定を有する。
る信号の送信、受信および処理に一致する。第１の測定
周期が終了すると、第２の音波ビーコンが信号を送信す
る。１再現は、この２の音波ビーコンにそれぞれ対応す
る２周期の測定を有する。
【００２３】図５は、本発明に従った受信装置のブロッ
ク図である。２個のハイドロフォン８は、音波ビーコン
７によって送信された音響信号を受信し、それらを電気
信号に変換する。これらの電気信号は、前置増幅器１０
で予備増幅され、ケーブルによって電子装置１１に転送
される。電子装置１１では、それらの信号は以下の２の
チャネルで処理される。
ク図である。２個のハイドロフォン８は、音波ビーコン
７によって送信された音響信号を受信し、それらを電気
信号に変換する。これらの電気信号は、前置増幅器１０
で予備増幅され、ケーブルによって電子装置１１に転送
される。電子装置１１では、それらの信号は以下の２の
チャネルで処理される。
【００２４】第１のチャネルでは、各ハイドロフォンで
受信された周波数ｆ１の距離用パルスが、ろ波によって
選択され、フィルタ／増幅器３０によって増幅された後
、特定の処理動作の実行および同一ビーコンから入来す
る２のパルスｆ１の間の位相差ΔΦの測定を行う処理・
位相指示装置３１に送られる。この位相差は、ハイドロ
フォン／音波ビーコン平面における音波ビーコンの偏角
αを推定する、計数・計算装置３４に転送される。
受信された周波数ｆ１の距離用パルスが、ろ波によって
選択され、フィルタ／増幅器３０によって増幅された後
、特定の処理動作の実行および同一ビーコンから入来す
る２のパルスｆ１の間の位相差ΔΦの測定を行う処理・
位相指示装置３１に送られる。この位相差は、ハイドロ
フォン／音波ビーコン平面における音波ビーコンの偏角
αを推定する、計数・計算装置３４に転送される。
【００２５】第２のチャネルでは、右舷側のハイドロフ
ォンといった１ハイドロフォンによって受信された３の
パルス、すなわち、距離用パルス、高度用パルスおよび
潜水深度用パルスは、フィルタ／増幅器３２によってろ
波され増幅され、処理・検出装置３３で処理および検出
された後、計数・計算装置３４に転送される。
ォンといった１ハイドロフォンによって受信された３の
パルス、すなわち、距離用パルス、高度用パルスおよび
潜水深度用パルスは、フィルタ／増幅器３２によってろ
波され増幅され、処理・検出装置３３で処理および検出
された後、計数・計算装置３４に転送される。
【００２６】計数・計算装置３４で実行される動作は、
マスタクロック３５によって制御される。音波ビーコン
の距離、位置の高度および潜水深度にそれぞれ対応する
時間間隔ΔｔＤ、ΔｔＡおよびΔｔＩは、この装置３４
で決定される。これらの時間間隔は、音波ビーコンによ
ってパルスが送信された時の時点ｔ０と受信されたパル
スの立ち上がり区間に対応する時点との間に経過した時
間を計数することによって得られる。音波ビーコンの位
置の斜角距離Ｄおよび高度Ａは、その後、ΔｔＤおよび
ΔｔＡに音速ｃを掛けることによって得られる。音波ビ
ーコンの潜水深度は、ΔｔＩを水深に変換することによ
って得られる。音波ビーコンの水平距離Ｄｈおよび相対
方位の角度Ｇは、ハイドロフォンに対する音波ビーコン
の相対位置を示す図６に図示されたパラメータの計算に
よって得られる。
マスタクロック３５によって制御される。音波ビーコン
の距離、位置の高度および潜水深度にそれぞれ対応する
時間間隔ΔｔＤ、ΔｔＡおよびΔｔＩは、この装置３４
で決定される。これらの時間間隔は、音波ビーコンによ
ってパルスが送信された時の時点ｔ０と受信されたパル
スの立ち上がり区間に対応する時点との間に経過した時
間を計数することによって得られる。音波ビーコンの位
置の斜角距離Ｄおよび高度Ａは、その後、ΔｔＤおよび
ΔｔＡに音速ｃを掛けることによって得られる。音波ビ
ーコンの潜水深度は、ΔｔＩを水深に変換することによ
って得られる。音波ビーコンの水平距離Ｄｈおよび相対
方位の角度Ｇは、ハイドロフォンに対する音波ビーコン
の相対位置を示す図６に図示されたパラメータの計算に
よって得られる。
【００２７】装置３４において、偏角αの計算は、各ハ
イドロフォンによって受信された周波数ｆ１による２の
パルスの間の位相差ΔΦの測定によって得られる。既知
の距離ｄ（例えば、５〜２０ ｃｍ）の間隔をおかれ
た２個のハイドロフォンについて、この位相差は以下の
式に等しい。 ΔΦ＝（２πｆ１ｄ／ｃ）・ｓｉｎα
…（１）式中、ｃ：音速
音波ビーコンの水平距離Ｄｈおよび相対方位の角度Ｇは
、以下の公式によって得られる。式中、Ｚは、既知であ
るハイドロフォンの潜水深度である（例えば、船体下１
ｍ）。 水平距離Ｄｈについては、 ｓｉ
ｎ Ｓ＝（Ｉ−Ｚ）／Ｄ
…（２）式中、Ｓは、以下
の式によって決定される音波ビーコンの仰角である。 Ｄｈ＝Ｄ ｃｏｓ Ｓ
…（
３）相対方位の角度Ｇについては、 ｓｉｎ Ｇ＝（Ｄ／Ｄｈ）・ｓｉｎα
…（４）式中、αは、
以前に、位相差ΔΦの測定および式（１）から得られた
音波ビーコンの地理的方位の角度である。
イドロフォンによって受信された周波数ｆ１による２の
パルスの間の位相差ΔΦの測定によって得られる。既知
の距離ｄ（例えば、５〜２０ ｃｍ）の間隔をおかれ
た２個のハイドロフォンについて、この位相差は以下の
式に等しい。 ΔΦ＝（２πｆ１ｄ／ｃ）・ｓｉｎα
…（１）式中、ｃ：音速
音波ビーコンの水平距離Ｄｈおよび相対方位の角度Ｇは
、以下の公式によって得られる。式中、Ｚは、既知であ
るハイドロフォンの潜水深度である（例えば、船体下１
ｍ）。 水平距離Ｄｈについては、 ｓｉ
ｎ Ｓ＝（Ｉ−Ｚ）／Ｄ
…（２）式中、Ｓは、以下
の式によって決定される音波ビーコンの仰角である。 Ｄｈ＝Ｄ ｃｏｓ Ｓ
…（
３）相対方位の角度Ｇについては、 ｓｉｎ Ｇ＝（Ｄ／Ｄｈ）・ｓｉｎα
…（４）式中、αは、
以前に、位相差ΔΦの測定および式（１）から得られた
音波ビーコンの地理的方位の角度である。
【００２８】計数・計算装置３４によって実行された計
算結果は、その後、表示装置３６に表示される。電子装
置１１の装置３１および３５により実行される信号の処
理には、別の変更例も使用することができる。特に、１
°を超える角度測定の範囲および精度を向上させるため
に公知の信号処理技法が使用できる。
算結果は、その後、表示装置３６に表示される。電子装
置１１の装置３１および３５により実行される信号の処
理には、別の変更例も使用することができる。特に、１
°を超える角度測定の範囲および精度を向上させるため
に公知の信号処理技法が使用できる。
【００２９】こうした技法の一つは、例えば、コヒーレ
ント処理動作に関連したいわゆる「超短波ベース」技法
である。この技法では、音波ビーコンによって送信され
る音響パルスは、周波数変調パルスである。受信時に、
ハイドロフォンによって受信された信号は、予備増幅さ
れて、電子装置に転送され、そこで、適切なろ波および
パルス圧縮などの動作を実行する信号処理系でディジタ
ル化され、処理される。
ント処理動作に関連したいわゆる「超短波ベース」技法
である。この技法では、音波ビーコンによって送信され
る音響パルスは、周波数変調パルスである。受信時に、
ハイドロフォンによって受信された信号は、予備増幅さ
れて、電子装置に転送され、そこで、適切なろ波および
パルス圧縮などの動作を実行する信号処理系でディジタ
ル化され、処理される。
【００３０】このようにして得られた各信号は最大交番
を有しており、希望の位相差ΔΦは、これらの交番のピ
ーク間の時間差を測定することによって、電子装置１１
の第１の処理チャネルで得られる。その後、それにもと
づいて、地理的偏角αが、式（１）に従って、公式ｓｉ
ｎ α＝ｃΔΦ／（２πｆ１ｄ）によって推定される
。
を有しており、希望の位相差ΔΦは、これらの交番のピ
ーク間の時間差を測定することによって、電子装置１１
の第１の処理チャネルで得られる。その後、それにもと
づいて、地理的偏角αが、式（１）に従って、公式ｓｉ
ｎ α＝ｃΔΦ／（２πｆ１ｄ）によって推定される
。
【００３１】最大ピークを探索するためのこの技法はま
た、比較される交番の選択に対する不明瞭さを除去する
ことによって、２個のハイドロフォン間の距離ｄをλ／
２（λは周波数ｆ１に一致する波長）を超えるほど大き
くすることを可能にする。コヒーレント処理動作に関連
した別の「超短波ベース」技法も使用できる。この技法
では、ハイドロフォンによって受信された信号の処理は
、前述のすべての段階を含むほか、さらに復調を含む。 地理的偏角αは、式（５）に従って処理された信号の２
のエンベロープの最大値間の時間差Δｔによって直接得
られる。 ｓｉｎ α＝ｃ・Δｔ／ｄ
…（５）本
発明は、特定的に説明した実施例に制限されるものでは
ない。特に、この位置探知のためのシステムは、鉱物採
集装置の位置探知、各種船引きシステム（測定装置、ソ
ナー、埋設システム）の位置探知、潜水船と潜水者間の
位置探知、潜水者間の位置探知といったように、広範な
水中用途に使用できる。
た、比較される交番の選択に対する不明瞭さを除去する
ことによって、２個のハイドロフォン間の距離ｄをλ／
２（λは周波数ｆ１に一致する波長）を超えるほど大き
くすることを可能にする。コヒーレント処理動作に関連
した別の「超短波ベース」技法も使用できる。この技法
では、ハイドロフォンによって受信された信号の処理は
、前述のすべての段階を含むほか、さらに復調を含む。 地理的偏角αは、式（５）に従って処理された信号の２
のエンベロープの最大値間の時間差Δｔによって直接得
られる。 ｓｉｎ α＝ｃ・Δｔ／ｄ
…（５）本
発明は、特定的に説明した実施例に制限されるものでは
ない。特に、この位置探知のためのシステムは、鉱物採
集装置の位置探知、各種船引きシステム（測定装置、ソ
ナー、埋設システム）の位置探知、潜水船と潜水者間の
位置探知、潜水者間の位置探知といったように、広範な
水中用途に使用できる。
【００３２】いずれの場合も、システムの必須構成要素
（音波ビーコン、ハイドロフォンおよび電子装置）の原
理は変わらない。その各種副次構成要素を設けるための
手段だけが個別の適応を受ける可能性がある。再現、範
囲、測定尺度といった一定のパラメータも、本願の範囲
を超えなければ、その用途に従って修正することができ
る。
（音波ビーコン、ハイドロフォンおよび電子装置）の原
理は変わらない。その各種副次構成要素を設けるための
手段だけが個別の適応を受ける可能性がある。再現、範
囲、測定尺度といった一定のパラメータも、本願の範囲
を超えなければ、その用途に従って修正することができ
る。
【００３３】同様に、この説明において、水中物体はト
ロール網であるので、２個の音波ビーコンが使用されな
ければならない。他の用途の場合、本発明の範囲を超え
なければ、他の数の音波ビーコンを使用することができ
る。音波ビーコンはまた、対応するパルス数が送信され
る場合、異なる数の情報を送信するために別の数のセン
サを装備することができる。音波ビーコンからハイドロ
フォンに情報を送信するために使用する符号も、本発明
の範囲を超えなければ、異なるものとすることができる
。
ロール網であるので、２個の音波ビーコンが使用されな
ければならない。他の用途の場合、本発明の範囲を超え
なければ、他の数の音波ビーコンを使用することができ
る。音波ビーコンはまた、対応するパルス数が送信され
る場合、異なる数の情報を送信するために別の数のセン
サを装備することができる。音波ビーコンからハイドロ
フォンに情報を送信するために使用する符号も、本発明
の範囲を超えなければ、異なるものとすることができる
。
【図１】位置探知システムを装備したトロール網を引く
トロール漁の説明図。
トロール漁の説明図。
【図２】情報の表示例を示す図。
【図３】本発明に従った送信装置のブロック図。
【図４】本発明に従った１再現に対応する１周期の測定
における音波ビーコンとハイドロフォンとの間の送信信
号および受信信号のタイミング図。
における音波ビーコンとハイドロフォンとの間の送信信
号および受信信号のタイミング図。
【図５】本発明に従った受信装置のブロック図。
【図６】本発明に従った音波ビーコンとハイドロフォン
との相対位置を示す説明図。
との相対位置を示す説明図。
１ トロール船
２ トロール網
３ 引索
４ 網の翼端
６ パネル
７ 音波ビーコン
８ ハイドロフォン
９ ロッド
１０ 前置増幅器
１１ 電子装置
２１ プローブ
２２ 高度ΔｔＡ測定装置
２３ 圧力センサ
２４ ΔｔＩ変換装置
２５ 送信装置
２６ 同期クロック
３０ フィルタ／増幅器
３１ 処理・位相指示装置
３２ フィルタ／増幅器
３３ 処理・検出装置
３４ 計数・計算装置
３５ マスタクロック
３６ 表示装置
Claims (7)
- 【請求項１】水中物体から、水中物体ならびに海底およ
び水中環境の表面に対するその位置の特性パラメータを
測定することと、測定されたパラメータを、水中環境に
おいて音響信号として伝達できるように符号化すること
と、水中物体から既知の位置にある基準点に基準音響信
号を送信し、また、水中物体から基準点に、符号化され
たパラメータを、選択された符号および送信される測定
値に適合する速度および周波数の音響信号として送信す
ることと、基準点で音響信号を受信し、その信号にもと
づく復号化および計算によって、測定パラメータおよび
、その基準点に対する水中物体の位置探知に関するパラ
メータを抽出し、基準信号の送信と受信との間の時間差
を計算することにより水中物体と基準点との間の距離に
関する情報を得ることとを備えていることを特徴とする
水中物体の音波位置探知方法。 - 【請求項２】使用される符号は時間間隔が各パラメータ
の値に対応するような時間的符号であり、測定パラメー
タは、水中物体から測定された全パラメータを送信する
ために十分な数の音響パルスの送信によって伝達され、
これらの時間間隔は測定パルスに特徴的であり、基準点
で受信された信号の復号化は、第１に、水中物体によっ
て測定されたパラメータを推定するような方法で受信さ
れた第１のパルスと以降の各パルスとの間の時間間隔を
計数することと、第２に、水中物体と基準点との間の斜
角距離を推定するために第１のパルスの送信と受信間の
時間間隔を計数することを備えていることを特徴とする
請求項１記載の方法。 - 【請求項３】水中物体から測定されるパラメータは、水
中物体の位置の高度（Ａ）および水中物体の潜水深度（
Ｉ）であり、これらのパラメータは、異なる時点での、
周波数ｆ１による第１のパルスが基準パルスであり、ま
た、周波数ｆ２による第２および第３のパルスは、第１
のパルスと分離する時間間隔（ΔｔＡおよびΔｔＩ）が
それぞれ水中物体の位置の高度および水中物体の潜水深
度の測定値に特徴的であるようなパルスである、３の音
響信号の基準点に向けた送信によって伝達されることを
特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項４】周波数ｆ１による第１のパルスの基準点に
向けた送信と同時に、周波数ｆｓによる音響信号が物体
から海底に対して送信され、この周波数ｆｓの音響信号
の反響は水中物体の位置の高度に比例した時間間隔の終
わりに受信され、周波数ｆｓの音響信号の反響の受信は
、周波数ｆ２の第２のパルスの基準点への送信を作動さ
せ、水中物体の潜水深度の測定は周波数ｆ２の信号の反
響の最大受信時より後の時点で実行される圧力の測定で
あり、周波数ｆ２による第３のパルスは、圧力の時間的
変換後の測定値に対応する、圧力の測定時点から計数さ
れた時間間隔の終わりに送信されることを特徴とする請
求項３記載の方法。 - 【請求項５】上記の請求項のいずれかに従った方法を実
施するための水中物体の音波位置探知装置であって、水
中物体の位置を測定するための装置に装備され、水中物
体に固定的に結合された１以上の音波ビーコン、音響信
号送信装置、測定装置および送信装置を制御するための
クロックと、基準点において、その水中位置が既知であ
るゴニオメータを形成する音響信号受信用の２個のハイ
ドロフォンと、２個のハイドロフォンから入来する信号
を受信するように設計された第１のチャネルにおいて直
列に接続された、１送信周波数を選択するためのろ波装
置および各ハイドロフォンから入来する信号間の位相差
を測定するための装置、および１個のハイドロフォンか
ら入来する信号を受信するように設計された第２のチャ
ネルにおいて直列に接続された、ろ波装置および異なる
送信周波数の検出装置を有する処理装置とを備えており
、第１のチャネルおよび第２のチャネルから入来する信
号は、制御クロックと同期された装置により制御された
計数・計算装置に転送され、水中物体の位置探知に関す
る情報を出力することを特徴とする音波位置探知装置。 - 【請求項６】処理装置はさらに、処理チャネルの１以上
において、ディジタル化手段および、適切なろ波および
パルス圧縮動作を行うための信号連鎖を含むことを特徴
とする請求項５記載の装置。 - 【請求項７】トロール網は、第１のビーコンによる送信
信号がハイドロフォンによって受信された時に第２のビ
ーコンが送信を開始するように時間的にずらされている
２系列の音響信号の送信用の２個の音波ビーコンを装備
しており、これらのビーコンはトロール船の船体に固定
されていることを特徴とする請求項５又は６のいずれか
に記載の装置を応用したトロール漁装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9002809A FR2659451B1 (fr) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Procede et dispositif de positionnement acoustique pour objet sous-marin et application a un chalut. |
| FR9002809 | 1990-03-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220581A true JPH04220581A (ja) | 1992-08-11 |
Family
ID=9394422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6539691A Pending JPH04220581A (ja) | 1990-03-06 | 1991-03-06 | トロール網の音波位置決定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0446111B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04220581A (ja) |
| ES (1) | ES2067881T3 (ja) |
| FR (1) | FR2659451B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003185746A (ja) * | 2001-12-21 | 2003-07-03 | Nichimo Co Ltd | トロール操業方法およびこれに用いる魚群動態監視装置 |
| JP2007201577A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Nec Tokin Corp | センサノードおよびこれを用いたセンサネットワークシステム |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO20040464L (no) * | 2004-02-02 | 2005-08-03 | Skjold-Larsen Henning | Fremgangsmate og anordning for posisjonsovervaking |
| NO326975B1 (no) * | 2007-05-23 | 2009-03-30 | Akva Group Asa | Anordning for detektering av en notvegg |
| NO331380B1 (no) * | 2009-02-03 | 2011-12-12 | Henning Skjold-Larsen | Fremgangsmate for a bestemme forskjell i avstand |
| NO337136B1 (no) * | 2012-05-16 | 2016-01-25 | Scantrawl As | Akustisk avstandsmåling til trål |
| CN104798739B (zh) * | 2015-05-11 | 2017-05-03 | 宁德市富发水产有限公司 | 一种野生大黄鱼活体种质的收集网具 |
| CN111308421B (zh) * | 2019-12-12 | 2022-09-20 | 江苏科技大学 | 一种浅海中目标自由场声辐射获取方法 |
| CN112674041B (zh) * | 2020-12-25 | 2022-11-15 | 罗源县芳洲商贸服务中心 | 一种自平衡渔网抛射装置 |
| US20230176176A1 (en) * | 2021-12-01 | 2023-06-08 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Underwater acoustic ranging and localization |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2102493A5 (ja) * | 1970-08-05 | 1972-04-07 | Inst Gidropribor | |
| US4312053A (en) * | 1971-12-03 | 1982-01-19 | Subcom, Inc. | Range and depth detection system |
| NO147618L (ja) * | 1976-11-18 | |||
| US4131873A (en) * | 1977-01-31 | 1978-12-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Slant range and direction detector |
| GB8814456D0 (en) * | 1988-06-17 | 1988-08-17 | Cleveland Innovative Technolog | Road vehicle locating system |
-
1990
- 1990-03-06 FR FR9002809A patent/FR2659451B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-03-01 EP EP19910400571 patent/EP0446111B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-01 ES ES91400571T patent/ES2067881T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-06 JP JP6539691A patent/JPH04220581A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003185746A (ja) * | 2001-12-21 | 2003-07-03 | Nichimo Co Ltd | トロール操業方法およびこれに用いる魚群動態監視装置 |
| JP2007201577A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Nec Tokin Corp | センサノードおよびこれを用いたセンサネットワークシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2067881T3 (es) | 1995-04-01 |
| FR2659451B1 (fr) | 1992-08-07 |
| EP0446111B1 (fr) | 1995-02-15 |
| EP0446111A1 (fr) | 1991-09-11 |
| FR2659451A1 (fr) | 1991-09-13 |
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