JPH05223916A - 水中測位装置 - Google Patents
水中測位装置Info
- Publication number
- JPH05223916A JPH05223916A JP5899392A JP5899392A JPH05223916A JP H05223916 A JPH05223916 A JP H05223916A JP 5899392 A JP5899392 A JP 5899392A JP 5899392 A JP5899392 A JP 5899392A JP H05223916 A JPH05223916 A JP H05223916A
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- JP
- Japan
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- mother ship
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- pinger
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- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 3本のトランスポンダを海底に設置する必要
がなく、またキャリブレーションを行なうことなく水中
物体の位置を高精度に計測できるようにする。 【構成】 母船2および2艘の支援船3に搭載され、自
身の位置(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y
3)を計測するGPS6,7と、水中物体である潜水調
査船1に搭載され、自身の深度データZ0を母船2に送
信する同期ピンガー11と、母船2および2艘の支援船
3に搭載され、同期ピンガー11からの超音波を受信し
て同期ピンガー11までの直距離R1,R2,R3を計
測する受信器12,13と、2艘の支援船3に搭載さ
れ、自身の位置データ(X2,Y2),(X3,Y3)
と直距離のデータR2,R3とを母船側の無線機8に送
信する無線機9と、母船2に搭載され、位置データ(X
1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y3)と直距離
のデータR1,R2,R3と深度データZ0とから水中
物体の位置(X0,Y0,Z0)を算出する演算器14
とを有する。
がなく、またキャリブレーションを行なうことなく水中
物体の位置を高精度に計測できるようにする。 【構成】 母船2および2艘の支援船3に搭載され、自
身の位置(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y
3)を計測するGPS6,7と、水中物体である潜水調
査船1に搭載され、自身の深度データZ0を母船2に送
信する同期ピンガー11と、母船2および2艘の支援船
3に搭載され、同期ピンガー11からの超音波を受信し
て同期ピンガー11までの直距離R1,R2,R3を計
測する受信器12,13と、2艘の支援船3に搭載さ
れ、自身の位置データ(X2,Y2),(X3,Y3)
と直距離のデータR2,R3とを母船側の無線機8に送
信する無線機9と、母船2に搭載され、位置データ(X
1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y3)と直距離
のデータR1,R2,R3と深度データZ0とから水中
物体の位置(X0,Y0,Z0)を算出する演算器14
とを有する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水中測位装置に関し、
特にグローバル・ボジショニング・システム(以下、G
PSという)を用いたロング・ベース・ライン方式(以
下、LBL方式という)の水中測位装置に関する。
特にグローバル・ボジショニング・システム(以下、G
PSという)を用いたロング・ベース・ライン方式(以
下、LBL方式という)の水中測位装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のLBL(Long Base Line)方式の
水中測位装置では、図3に示すように3個のトランスポ
ンダ23,24,25を海底の各々の位置(x1,y
1,z1),(x2,y2,z3),(x3,y3,z
3)に設置し、母船20の送受波器21と各々のトラン
スポンダ23,24,25の間の直距離(以下、スラン
トレンジという)r10,r20,r30を測定するこ
とによって、トランスポンダ23,24,25で作られ
る座標系から見た送受波器21の位置(x0,y0,z
0)をまず求める。つぎに、潜水調査船22と各々のト
ランスポンダ23,24,25との間のスラントレンジ
r11,r21,r31を測定することによって、トラ
ンスポンダ23,24,25で作られる座標系から見た
潜水調査船22の位置(x,y,z)を測定していた。
このLBL方式の長所は、他の方式であるSBL(Shor
t Base Line)方式やSSBL(Super Short Base Line)
方式と比較して、水深に関係なく測定範囲が広くとれ、
しかもその広い範囲に亙って高い測位精度が得られるこ
とにある。
水中測位装置では、図3に示すように3個のトランスポ
ンダ23,24,25を海底の各々の位置(x1,y
1,z1),(x2,y2,z3),(x3,y3,z
3)に設置し、母船20の送受波器21と各々のトラン
スポンダ23,24,25の間の直距離(以下、スラン
トレンジという)r10,r20,r30を測定するこ
とによって、トランスポンダ23,24,25で作られ
る座標系から見た送受波器21の位置(x0,y0,z
0)をまず求める。つぎに、潜水調査船22と各々のト
ランスポンダ23,24,25との間のスラントレンジ
r11,r21,r31を測定することによって、トラ
ンスポンダ23,24,25で作られる座標系から見た
潜水調査船22の位置(x,y,z)を測定していた。
このLBL方式の長所は、他の方式であるSBL(Shor
t Base Line)方式やSSBL(Super Short Base Line)
方式と比較して、水深に関係なく測定範囲が広くとれ、
しかもその広い範囲に亙って高い測位精度が得られるこ
とにある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの従来
のLBL方式の水中測位方式では、予めトランスポンダ
23,24,25同士の相対的な位置関係を決定するた
めのキャリブレーションを実施しなければならず、この
作業に相当な時間を要してしまうという問題点があっ
た。また3個のトランスポンダ23,24,25を海底
に設置する手間と、これを回収するために相当な時間を
要するという問題点もあった。
のLBL方式の水中測位方式では、予めトランスポンダ
23,24,25同士の相対的な位置関係を決定するた
めのキャリブレーションを実施しなければならず、この
作業に相当な時間を要してしまうという問題点があっ
た。また3個のトランスポンダ23,24,25を海底
に設置する手間と、これを回収するために相当な時間を
要するという問題点もあった。
【0004】本発明は、このような従来の技術が有する
課題を解決するために提案されたものであり、3本のト
ランスポンダを海底に設置する必要がなく、またキャリ
ブレーションも不要となる水中測位装置を提供すること
を目的とする。
課題を解決するために提案されたものであり、3本のト
ランスポンダを海底に設置する必要がなく、またキャリ
ブレーションも不要となる水中測位装置を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明による水中測位装置は、母船および2艘の支援
船のそれぞれに搭載され、これら母船および2艘の支援
船の位置(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y
3)を計測するグローバル・ポジショニング・システム
と、水中物体に搭載され、自身の深度データZ0を母船
側の受信器に送信する同期ピンガーと、母船および2艘
の支援船にそれぞれ搭載され、同期ピンガーまでの直距
離R1,R2,R3を計測する計測手段と、2艘の支援
船にそれぞれ搭載され、上記グローバル・ポジショニン
グ・システムによって計測した自身の位置データ(X
2,Y2),(X3,Y3)と上記計測手段で計測した
同期ピンガーまでの直距離のデータR2,R3とを母船
側の受信機に送信する送信手段と、母船に搭載され、上
記グローバル・ポジショニング・システムによって計測
した自身の位置データ(X1,Y1)と2艘の支援船か
らの位置データ(X2,Y2),(X3,Y3)と上記
計測手段で計測した同期ピンガーまでの直距離のデータ
R1と2艘の支援船からの直距離のデータR2,R3と
同期ピンガーからの深度データZ0とから、水中物体の
位置(X0,Y0,Z0)を算出する演算器とを有する
構成としてある。
に本発明による水中測位装置は、母船および2艘の支援
船のそれぞれに搭載され、これら母船および2艘の支援
船の位置(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y
3)を計測するグローバル・ポジショニング・システム
と、水中物体に搭載され、自身の深度データZ0を母船
側の受信器に送信する同期ピンガーと、母船および2艘
の支援船にそれぞれ搭載され、同期ピンガーまでの直距
離R1,R2,R3を計測する計測手段と、2艘の支援
船にそれぞれ搭載され、上記グローバル・ポジショニン
グ・システムによって計測した自身の位置データ(X
2,Y2),(X3,Y3)と上記計測手段で計測した
同期ピンガーまでの直距離のデータR2,R3とを母船
側の受信機に送信する送信手段と、母船に搭載され、上
記グローバル・ポジショニング・システムによって計測
した自身の位置データ(X1,Y1)と2艘の支援船か
らの位置データ(X2,Y2),(X3,Y3)と上記
計測手段で計測した同期ピンガーまでの直距離のデータ
R1と2艘の支援船からの直距離のデータR2,R3と
同期ピンガーからの深度データZ0とから、水中物体の
位置(X0,Y0,Z0)を算出する演算器とを有する
構成としてある。
【0006】また、本発明による水中測位装置は、母船
および2艘の支援船のそれぞれに搭載され、これら母船
および2艘の支援船の位置(X1,Y1),(X2,Y
2),(X3,Y3)を計測するグローバル・ポジショ
ニング・システムと、水中物体に搭載され、自身の深度
データZ0を母船側の復調器に送信する同期ピンガー
と、母船および2艘の支援船にそれぞれ搭載され、同期
ピンガーからの超音波を受信して同期ピンガーまでの直
距離R1,R2,R3を計測する受信器と、2艘の支援
船にそれぞれ搭載され、上記グローバル・ポジショニン
グ・システムによって計測した自身の位置データ(X
2,Y2),(X3,Y3)と上記受信器で計測した同
期ピンガーまでの直距離のデータR2,R3とを電波に
よって母船側の受信機に送信する送信機と、母船に搭載
され、上記グローバル・ポジショニング・システムによ
って計測した自身の位置データ(X1,Y1)と2艘の
支援船からの位置データ(X2,Y2),(X3,Y
3)と上記受信器で計測した同期ピンガーまでの直距離
のデータR1と2艘の支援船からの直距離のデータR
2,R3と同期ピンガーからの深度データZ0とから、
水中物体の位置(X0,Y0,Z0)を算出する演算器
とを有する構成としてある。
および2艘の支援船のそれぞれに搭載され、これら母船
および2艘の支援船の位置(X1,Y1),(X2,Y
2),(X3,Y3)を計測するグローバル・ポジショ
ニング・システムと、水中物体に搭載され、自身の深度
データZ0を母船側の復調器に送信する同期ピンガー
と、母船および2艘の支援船にそれぞれ搭載され、同期
ピンガーからの超音波を受信して同期ピンガーまでの直
距離R1,R2,R3を計測する受信器と、2艘の支援
船にそれぞれ搭載され、上記グローバル・ポジショニン
グ・システムによって計測した自身の位置データ(X
2,Y2),(X3,Y3)と上記受信器で計測した同
期ピンガーまでの直距離のデータR2,R3とを電波に
よって母船側の受信機に送信する送信機と、母船に搭載
され、上記グローバル・ポジショニング・システムによ
って計測した自身の位置データ(X1,Y1)と2艘の
支援船からの位置データ(X2,Y2),(X3,Y
3)と上記受信器で計測した同期ピンガーまでの直距離
のデータR1と2艘の支援船からの直距離のデータR
2,R3と同期ピンガーからの深度データZ0とから、
水中物体の位置(X0,Y0,Z0)を算出する演算器
とを有する構成としてある。
【0007】
【作用】上述した構成によれば、母船および2艘の支援
船にそれぞれ搭載されたグローバル・ポジショニング・
システムによって、母船および2艘の支援船の位置を測
定できる。これらの位置データ(X1,Y1),(X
2,Y2),(X3,Y3)は母船の演算器に送られ
る。また母船および2艘の支援船において同期ピンガー
までの直距離を計測でき、これらの直距離のデータR
1,R2,R3が母船の演算器に送られる。また母船に
は、同期ピンガーから深度データZ0が送られてくるの
で、これらのデータから演算器において水中物体の位置
(X0,Y0,Z0)を算出できる。
船にそれぞれ搭載されたグローバル・ポジショニング・
システムによって、母船および2艘の支援船の位置を測
定できる。これらの位置データ(X1,Y1),(X
2,Y2),(X3,Y3)は母船の演算器に送られ
る。また母船および2艘の支援船において同期ピンガー
までの直距離を計測でき、これらの直距離のデータR
1,R2,R3が母船の演算器に送られる。また母船に
は、同期ピンガーから深度データZ0が送られてくるの
で、これらのデータから演算器において水中物体の位置
(X0,Y0,Z0)を算出できる。
【0008】
【実施例】以下、本発明による水中測位装置の具体的な
実施例を図面に基づき詳細に説明する。図1のブロック
図に、この水中測位装置の一実施例を示す。この図で、
この水中測位装置では、潜水調査船1の水中測位を行な
うにあたって、1艘の母船2と2艘の支援船3が用いら
れ、母船2と支援船3には、水中物体である潜水調査船
1からの超音波信号を受波する超音波受波器4,5と自
己の位置を測定するGPS6,7とがそれぞれ搭載され
ている。また支援船3は、潜水調査船1に対するスラン
トレンジ(直距離)と自己の位置データとを電波RWに
よって母船2側の無線機8に送信するための無線機9を
それぞれ搭載している。なお、これらのデータを電波に
よらず他の送信手段により母船2に送信することもでき
る。
実施例を図面に基づき詳細に説明する。図1のブロック
図に、この水中測位装置の一実施例を示す。この図で、
この水中測位装置では、潜水調査船1の水中測位を行な
うにあたって、1艘の母船2と2艘の支援船3が用いら
れ、母船2と支援船3には、水中物体である潜水調査船
1からの超音波信号を受波する超音波受波器4,5と自
己の位置を測定するGPS6,7とがそれぞれ搭載され
ている。また支援船3は、潜水調査船1に対するスラン
トレンジ(直距離)と自己の位置データとを電波RWに
よって母船2側の無線機8に送信するための無線機9を
それぞれ搭載している。なお、これらのデータを電波に
よらず他の送信手段により母船2に送信することもでき
る。
【0009】潜水調査船1に搭載された同期ピンガー1
1では、深度計10からの深度データZ0をたとえば周
波数シフトキーイング信号(FSK信号;FrequencyShi
ft Keying)に変調したあと、超音波UWに変換して送波
する。
1では、深度計10からの深度データZ0をたとえば周
波数シフトキーイング信号(FSK信号;FrequencyShi
ft Keying)に変調したあと、超音波UWに変換して送波
する。
【0010】母船2と支援船3に搭載された3台の受波
器4,5は、同期ピンガー11からの超音波信号UWを
受波し、受信信号を受信器12,13にそれぞれ送出す
る。各受信器12,13では、同期ピンガー11までの
スラントレンジR1,R2,R3を計測し、支援船3側
の各受信器13ではスラントレンジR2,R3の計測信
号を無線機9にそれぞれ送出するとともに、母船2側の
受信器12ではスラントレンジR1の計測信号を同期ピ
ンガー位置演算器14に送出する。ここで、受波器4,
5と受信器12,13は、スラントレンジR1,R2,
R3を計測するための計測手段を構成する。また受信器
12からの受信信号が入力される母船2側の深度データ
復調器15では、同期ピンガー11からの深度データZ
0を復調し、この深度データZ0を同期ピンガー位置演
算器14に送出する。
器4,5は、同期ピンガー11からの超音波信号UWを
受波し、受信信号を受信器12,13にそれぞれ送出す
る。各受信器12,13では、同期ピンガー11までの
スラントレンジR1,R2,R3を計測し、支援船3側
の各受信器13ではスラントレンジR2,R3の計測信
号を無線機9にそれぞれ送出するとともに、母船2側の
受信器12ではスラントレンジR1の計測信号を同期ピ
ンガー位置演算器14に送出する。ここで、受波器4,
5と受信器12,13は、スラントレンジR1,R2,
R3を計測するための計測手段を構成する。また受信器
12からの受信信号が入力される母船2側の深度データ
復調器15では、同期ピンガー11からの深度データZ
0を復調し、この深度データZ0を同期ピンガー位置演
算器14に送出する。
【0011】母船2と支援船3に搭載された3台のGP
S6,7では、それぞれ自己の位置(X1,Y1),
(X2,Y2),(X3,Y3)を計測して、GPS7
からの位置データ(X2,Y2),(X3,Y3)を無
線機9にそれぞれ送出し、GPS6からの位置データ
(X1,Y1)を同期ピンガー位置演算器14に送出す
る。
S6,7では、それぞれ自己の位置(X1,Y1),
(X2,Y2),(X3,Y3)を計測して、GPS7
からの位置データ(X2,Y2),(X3,Y3)を無
線機9にそれぞれ送出し、GPS6からの位置データ
(X1,Y1)を同期ピンガー位置演算器14に送出す
る。
【0012】支援船3に搭載された無線機9では、自己
の位置データ(X2,Y2),(X3,Y3)とスラン
トレンジR2,R3を無線信号に変換して母船2にそれ
ぞれ伝送する。
の位置データ(X2,Y2),(X3,Y3)とスラン
トレンジR2,R3を無線信号に変換して母船2にそれ
ぞれ伝送する。
【0013】母船2側に搭載された無線機8は、支援船
3から送信された無線信号を受信して、位置データ(X
2,Y2),(X3,Y3)とスラントレンジのデータ
R2,R3を同期ピンガー位置演算器14に送出する。
この同期ピンガー位置演算器14では、入力された3台
のGPS6,7からの位置データ(X1,Y1),(X
2,Y2),(X3,Y3)とスラントレンジR1,R
2,R3と深度データZ0とから同期ピンガー11が搭
載されている潜水調査船1の位置(X0,Y0,Z0)
を演算し、CRTなどのモニタ16に表示する。
3から送信された無線信号を受信して、位置データ(X
2,Y2),(X3,Y3)とスラントレンジのデータ
R2,R3を同期ピンガー位置演算器14に送出する。
この同期ピンガー位置演算器14では、入力された3台
のGPS6,7からの位置データ(X1,Y1),(X
2,Y2),(X3,Y3)とスラントレンジR1,R
2,R3と深度データZ0とから同期ピンガー11が搭
載されている潜水調査船1の位置(X0,Y0,Z0)
を演算し、CRTなどのモニタ16に表示する。
【0014】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ず、要旨の範囲内で種々の変更実施が可能である。
ず、要旨の範囲内で種々の変更実施が可能である。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、母
船および2雙の支援船の3か所の位置データを3台のG
PSを用いて精密に計測するとともに、水中物体である
潜水調査船に搭載した同期ピンガーと母船および支援船
の3か所の直距離(スラントレンジ)を計測し、さらに
同期ピンガーからの深度データを利用することにより、
潜水調査船の水中位置を高精度に測定することができ
る。これにより従来のように3個のトランスポンダを海
底に設置する必要もなく、またギャリブレーションの作
業も不要となるので、ギャリブレーションのための時間
やトランスポンダの回収のための時間が不要となり、能
率の良い測定を行なえるという利点がある。
船および2雙の支援船の3か所の位置データを3台のG
PSを用いて精密に計測するとともに、水中物体である
潜水調査船に搭載した同期ピンガーと母船および支援船
の3か所の直距離(スラントレンジ)を計測し、さらに
同期ピンガーからの深度データを利用することにより、
潜水調査船の水中位置を高精度に測定することができ
る。これにより従来のように3個のトランスポンダを海
底に設置する必要もなく、またギャリブレーションの作
業も不要となるので、ギャリブレーションのための時間
やトランスポンダの回収のための時間が不要となり、能
率の良い測定を行なえるという利点がある。
【図1】本発明による水中測位装置の一実施例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図2】図1の水中測位装置の運用図である。
【図3】従来の水中測位装置の運用図である。
1 水中調査船 2 母船 3 支援船 4,5 受波器 6,7 GPS 8,9 無線機 10 深度計 11 同期ピンガー 12,13 受信器 14 同期ピンガー位置演算器 15 深度データ復調器 16 モニタ
Claims (2)
- 【請求項1】 母船および2艘の支援船のそれぞれに搭
載され、これら母船および2艘の支援船の位置(X1,
Y1),(X2,Y2),(X3,Y3)を計測するグ
ローバル・ポジショニング・システムと、 水中物体に搭載され、自身の深度データZ0を母船側の
受信器に送信する同期ピンガーと、 母船および2艘の支援船にそれぞれ搭載され、同期ピン
ガーまでの直距離R1,R2,R3を計測する計測手段
と、 2艘の支援船にそれぞれ搭載され、上記グローバル・ポ
ジショニング・システムによって計測した自身の位置デ
ータ(X2,Y2),(X3,Y3)と上記計測手段で
計測した同期ピンガーまでの直距離のデータR2,R3
とを母船側の受信機に送信する送信手段と、 母船に搭載され、上記グローバル・ポジショニング・シ
ステムによって計測した自身の位置データ(X1,Y
1)と2艘の支援船からの位置データ(X2,Y2),
(X3,Y3)と上記計測手段で計測した同期ピンガー
までの直距離のデータR1と2艘の支援船からの直距離
のデータR2,R3と同期ピンガーからの深度データZ
0とから、水中物体の位置(X0,Y0,Z0)を算出
する演算器とを有することを特徴とする水中測位装置。 - 【請求項2】 母船および2艘の支援船のそれぞれに搭
載され、これら母船および2艘の支援船の位置(X1,
Y1),(X2,Y2),(X3,Y3)を計測するグ
ローバル・ポジショニング・システムと、 水中物体に搭載され、自身の深度データZ0を母船側の
復調器に送信する同期ピンガーと、 母船および2艘の支援船にそれぞれ搭載され、同期ピン
ガーからの超音波を受信して同期ピンガーまでの直距離
R1,R2,R3を計測する受信器と、 2艘の支援船にそれぞれ搭載され、上記グローバル・ポ
ジショニング・システムによって計測した自身の位置デ
ータ(X2,Y2),(X3,Y3)と上記受信器で計
測した同期ピンガーまでの直距離のデータR2,R3と
を電波によって母船側の受信機に送信する送信機と、 母船に搭載され、上記グローバル・ポジショニング・シ
ステムによって計測した自身の位置データ(X1,Y
1)と2艘の支援船からの位置データ(X2,Y2),
(X3,Y3)と上記受信器で計測した同期ピンガーま
での直距離のデータR1と2艘の支援船からの直距離の
データR2,R3と同期ピンガーからの深度データZ0
とから、水中物体の位置(X0,Y0,Z0)を算出す
る演算器とを有することを特徴とする水中測位装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5899392A JPH05223916A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 水中測位装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5899392A JPH05223916A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 水中測位装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05223916A true JPH05223916A (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=13100375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5899392A Pending JPH05223916A (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 水中測位装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05223916A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0861952A (ja) * | 1994-08-23 | 1996-03-08 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 水中航走体、計測ブイ局、計測装置並びに水中航走体の位置計測方法及び装置 |
JP2004340941A (ja) * | 2003-04-03 | 2004-12-02 | Mitsubishi Electric Information Technology Centre Europa Bv | 時間測定システム、物体検出システム、シフト測定方法 |
DE10156827B4 (de) * | 2000-11-22 | 2007-06-06 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | System zur Positionsbestimmung von Unterwasserobjekten |
FR3003649A1 (fr) * | 2013-03-19 | 2014-09-26 | Architecture Et Conception De Systemes Avances Acsa | Procede et equipement de localisation a posteriori d'au moins une source sonore tierce dans un environnement aquatique |
-
1992
- 1992-02-12 JP JP5899392A patent/JPH05223916A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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