JPH082485A - 水面下移動体航行システム - Google Patents
水面下移動体航行システムInfo
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- JPH082485A JPH082485A JP7164804A JP16480495A JPH082485A JP H082485 A JPH082485 A JP H082485A JP 7164804 A JP7164804 A JP 7164804A JP 16480495 A JP16480495 A JP 16480495A JP H082485 A JPH082485 A JP H082485A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/15—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for use during transport, e.g. by a person, vehicle or boat
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁場を発生させる水面下の機雷（２２）にむ
かってキラー移動体（２０）を航行させるシステムを提
供する。 【構成】 キラー移動体に固定した２つの磁気センサー
（１０）による機雷磁場の測定値を用いて機雷に対する
キラー移動体の相対位置を算出し、これにより磁場を発
生している機雷にむかってキラー移動体を航行させる。
かってキラー移動体（２０）を航行させるシステムを提
供する。 【構成】 キラー移動体に固定した２つの磁気センサー
（１０）による機雷磁場の測定値を用いて機雷に対する
キラー移動体の相対位置を算出し、これにより磁場を発
生している機雷にむかってキラー移動体を航行させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は航行システムに係わり、
特に磁場を発生させる水面下の機雷にむかってキラー移
動体を航行させる方法及びシステムに係わる。本発明は
キラー移動体に固定した２つの磁気センサーによって得
られる機雷の磁場測定値を利用して機雷からのキラー移
動体の相対位置を計算する。
特に磁場を発生させる水面下の機雷にむかってキラー移
動体を航行させる方法及びシステムに係わる。本発明は
キラー移動体に固定した２つの磁気センサーによって得
られる機雷の磁場測定値を利用して機雷からのキラー移
動体の相対位置を計算する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現代の
紛争において、機雷を迅速に発見し、破壊する能力が極
めて重要な場合が多々ある。鉄系の装甲を有する機雷に
対する方式の１つとして、２つの自律的水中移動体（Ａ
ＵＶ）を利用するものがある。第１のＡＵＳはソナーと
磁気センサーの双方を利用して機雷を探知しその種類を
識別するハンター移動体として働く。磁気センサーは機
雷の位置を探知すると同時に機雷の磁気モーメントの大
きさ及び方向を探知する。（磁気モーメントとは磁気発
生源の強さと被磁化体の磁気方向を表わす公知のベクト
ル量である）。ハンター移動体は複数の第２のキラー移
動体（ＡＵＶ）を搭載している。
紛争において、機雷を迅速に発見し、破壊する能力が極
めて重要な場合が多々ある。鉄系の装甲を有する機雷に
対する方式の１つとして、２つの自律的水中移動体（Ａ
ＵＶ）を利用するものがある。第１のＡＵＳはソナーと
磁気センサーの双方を利用して機雷を探知しその種類を
識別するハンター移動体として働く。磁気センサーは機
雷の位置を探知すると同時に機雷の磁気モーメントの大
きさ及び方向を探知する。（磁気モーメントとは磁気発
生源の強さと被磁化体の磁気方向を表わす公知のベクト
ル量である）。ハンター移動体は複数の第２のキラー移
動体（ＡＵＶ）を搭載している。
【０００３】キラー移動体は小型魚雷のような機能を果
たす。ハンター移動体から発射されたキラー移動体はハ
ンター移動体によりあらかじめ設定された機雷に近い位
置で自力で保留し、ハンター移動体がその海域から離れ
るのに充分な時間が経過すると機雷にむかって移動しこ
れを破壊する。
たす。ハンター移動体から発射されたキラー移動体はハ
ンター移動体によりあらかじめ設定された機雷に近い位
置で自力で保留し、ハンター移動体がその海域から離れ
るのに充分な時間が経過すると機雷にむかって移動しこ
れを破壊する。
【０００４】この方式にとって重大な課題は機雷にむか
って移動させ、これを破壊するためキラー移動体に正確
な航行情報を提供することである。ハンター移動体は一
定の許容誤差の範囲内で機雷の位置を探知し、同様に、
キラー移動体は別に設定された許容誤差の範囲内で所期
のアンカー点に到達する。もしキラー移動体がハンター
移動体による機雷位置の推定値を利用して単なる推定航
法で機雷にむかって進めば、これら２つの誤差発生源
（これに加えて未知の潮流強さのような他の誤差要因）
によってキラー移動体が機雷を破壊するのに充分な至近
距離を通過できなくなるおそれがある。また、キラー移
動体はハンター移動体によって運搬されるから、キラー
移動体の弾頭は小さくかつ軽量でなければならない。そ
の場合、確実に機雷を破壊するためにはキラー移動体の
弾頭が機雷のケーシングに近い位置に来るようにすれば
よい。航行システムの精度が高ければキラー移動体を小
型化することによって軽量化できる。キラー移動体の小
型軽量化が可能なら、ハンター移動体の航続時間を延ば
すか、または積載重量を、例えばキラー移動体の個数を
増やすことができる。
って移動させ、これを破壊するためキラー移動体に正確
な航行情報を提供することである。ハンター移動体は一
定の許容誤差の範囲内で機雷の位置を探知し、同様に、
キラー移動体は別に設定された許容誤差の範囲内で所期
のアンカー点に到達する。もしキラー移動体がハンター
移動体による機雷位置の推定値を利用して単なる推定航
法で機雷にむかって進めば、これら２つの誤差発生源
（これに加えて未知の潮流強さのような他の誤差要因）
によってキラー移動体が機雷を破壊するのに充分な至近
距離を通過できなくなるおそれがある。また、キラー移
動体はハンター移動体によって運搬されるから、キラー
移動体の弾頭は小さくかつ軽量でなければならない。そ
の場合、確実に機雷を破壊するためにはキラー移動体の
弾頭が機雷のケーシングに近い位置に来るようにすれば
よい。航行システムの精度が高ければキラー移動体を小
型化することによって軽量化できる。キラー移動体の小
型軽量化が可能なら、ハンター移動体の航続時間を延ば
すか、または積載重量を、例えばキラー移動体の個数を
増やすことができる。
【０００５】能動ソナーを使用すれば必要な航行情報を
得ることができるであろうが、本発明よりも高いコスト
と大きい電力が必要となる。
得ることができるであろうが、本発明よりも高いコスト
と大きい電力が必要となる。
【０００６】本発明の目的は、キラー移動体に正確な航
行情報を提供することによってキラー移動体の弾頭を正
確に機雷に近づけこれを破壊することにある。
行情報を提供することによってキラー移動体の弾頭を正
確に機雷に近づけこれを破壊することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、キラー移動体の弾頭
を軽量化することによってハンター移動体の航続時間を
延ばすことにある。
を軽量化することによってハンター移動体の航続時間を
延ばすことにある。
【０００８】本発明の他の目的は、機雷磁場の受動的測
定値をキラー移動体のための航行情報として利用するこ
とにより、キラー移動体のコストおよび電力条件を比較
的高価な能動ソナーによる測定よりも緩和することにあ
る。
定値をキラー移動体のための航行情報として利用するこ
とにより、キラー移動体のコストおよび電力条件を比較
的高価な能動ソナーによる測定よりも緩和することにあ
る。
【０００９】本発明の他の目的及び利点の一部を以下に
述べるがこれらは以下の説明から、または本発明の実施
から察知することができるであろう。本発明の目的及び
利点は頭書した特許請求の範囲で指摘した構成要素及び
その組合わせによって実現され、達成されるであろう。
述べるがこれらは以下の説明から、または本発明の実施
から察知することができるであろう。本発明の目的及び
利点は頭書した特許請求の範囲で指摘した構成要素及び
その組合わせによって実現され、達成されるであろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁場を発生さ
せる機雷にむかってキラー移動体を水面下航行させるシ
ステムにおいて、キラー移動体の前後方向軸線に沿って
一定間隔を置いてキラー移動体に固定され、機雷の磁場
を測定する２つの磁気センサーと；キラー移動体に搭載
され、一定間隔を置いて設けられた各磁気センサーによ
る機雷磁場測定値に従って機雷からのキラー移動体の相
対位置を計算するプログラムを有するコンピュータと；
キラー移動体に搭載され、計算された相対位置に従って
機雷にむかってキラー移動体を航行させる誘導システム
から成ることを特徴とするキラー移動体航行システムに
よって上記目的を達成する。
せる機雷にむかってキラー移動体を水面下航行させるシ
ステムにおいて、キラー移動体の前後方向軸線に沿って
一定間隔を置いてキラー移動体に固定され、機雷の磁場
を測定する２つの磁気センサーと；キラー移動体に搭載
され、一定間隔を置いて設けられた各磁気センサーによ
る機雷磁場測定値に従って機雷からのキラー移動体の相
対位置を計算するプログラムを有するコンピュータと；
キラー移動体に搭載され、計算された相対位置に従って
機雷にむかってキラー移動体を航行させる誘導システム
から成ることを特徴とするキラー移動体航行システムに
よって上記目的を達成する。
【００１１】なお、以上に述べた説明も以下の詳細な説
明もあくまで実施例の説明であって本発明を限定するも
のではなく、本発明は頭書した特許請求の範囲によって
のみ限定される。
明もあくまで実施例の説明であって本発明を限定するも
のではなく、本発明は頭書した特許請求の範囲によって
のみ限定される。
【００１２】本願明細書の一部を構成する添付図面は本
発明の一実施例を示し、該添付図面に沿って以下に本発
明の原理を説明する。
発明の一実施例を示し、該添付図面に沿って以下に本発
明の原理を説明する。
【００１３】
【実施例】本発明は、磁場を発する機雷にむかってキラ
ー移動体を水面下航行させるシステムに係わり、このシ
ステムはキラー移動体の前後軸線に沿って一定の間隔で
キラー移動体に固定され、機雷の磁気を測定する２つの
磁気センサーと；キラー移動体に搭載され、一定間隔を
置いた各磁気センサーによる機雷の磁場測定に従って機
雷からのキラー移動体の相対位置を計算するためのプロ
グラムを有するコンピュータと；キラー移動体に搭載さ
れ、計算された相対位置に従って機雷にむかってキラー
移動体を航行させる誘導システムから成る。
ー移動体を水面下航行させるシステムに係わり、このシ
ステムはキラー移動体の前後軸線に沿って一定の間隔で
キラー移動体に固定され、機雷の磁気を測定する２つの
磁気センサーと；キラー移動体に搭載され、一定間隔を
置いた各磁気センサーによる機雷の磁場測定に従って機
雷からのキラー移動体の相対位置を計算するためのプロ
グラムを有するコンピュータと；キラー移動体に搭載さ
れ、計算された相対位置に従って機雷にむかってキラー
移動体を航行させる誘導システムから成る。
【００１４】図２は、航行システムの作用範囲と該範囲
内の関連の直角座標系の斜視図である。ソナー及び磁気
センサーを利用してハンター移動体２４が機雷２２の位
置を探知する。ハンター移動体２４は機雷２２に近い所
定のアンカー位置からの機雷の相対位置及び機雷の磁気
モーメントの大きさ及び方向を推定し、これらの推定値
を搭載するキラー移動体２０に伝送する。次いでハンタ
ー移動体２４はアンカー点にむかってキラー移動体２０
を発射する。
内の関連の直角座標系の斜視図である。ソナー及び磁気
センサーを利用してハンター移動体２４が機雷２２の位
置を探知する。ハンター移動体２４は機雷２２に近い所
定のアンカー位置からの機雷の相対位置及び機雷の磁気
モーメントの大きさ及び方向を推定し、これらの推定値
を搭載するキラー移動体２０に伝送する。次いでハンタ
ー移動体２４はアンカー点にむかってキラー移動体２０
を発射する。
【００１５】本発明の好ましい実施例においてキラー移
動体２０は地球の固定座標軸Ｘｅ、Ｙｅ、Ｚｅに対する
キラー移動体の方向を測定する慣性航行システム（図示
しない）を有する。慣性航行システムとして、戦術慣性
航行用センサーの斬新なものを用いることができる
（“New Inertial Sensor Uses Quartz Crystal Techno
logy,”Aviation Week and Space Technology、McGraw-
Hill, June 15, 1992,p.101）。
動体２０は地球の固定座標軸Ｘｅ、Ｙｅ、Ｚｅに対する
キラー移動体の方向を測定する慣性航行システム（図示
しない）を有する。慣性航行システムとして、戦術慣性
航行用センサーの斬新なものを用いることができる
（“New Inertial Sensor Uses Quartz Crystal Techno
logy,”Aviation Week and Space Technology、McGraw-
Hill, June 15, 1992,p.101）。
【００１６】キラー移動体２０は機雷の磁場を測定す
る。この測定は、下記の最近の文献に報告されたよう
に、機雷の磁気誘導ベクトル（Ｂ）の３つの直交成分を
測定する磁気センサーまたは１基の３軸磁力計１０を利
用して行うことができる（D. G.Polvaniの“A Magnetic
System for AUV Position Resets”、Undersea Defens
eTechnology '92 Conference Proceedings、June 30-Ju
ly 2、1992、London、UK、pp.369-374）。ただし、地球
の大きい周囲磁場にかんがみ、１基の磁力計方式ではダ
イナミックレンジの問題が起こる可能性がある。さらに
また、地球磁場中における３軸磁力計の不規則な運動
（その結果磁力計出力が経時的に変動する）に起因する
磁気ノイズのようなノイズ発生源が機雷２２による信号
と干渉するおそれがある。
る。この測定は、下記の最近の文献に報告されたよう
に、機雷の磁気誘導ベクトル（Ｂ）の３つの直交成分を
測定する磁気センサーまたは１基の３軸磁力計１０を利
用して行うことができる（D. G.Polvaniの“A Magnetic
System for AUV Position Resets”、Undersea Defens
eTechnology '92 Conference Proceedings、June 30-Ju
ly 2、1992、London、UK、pp.369-374）。ただし、地球
の大きい周囲磁場にかんがみ、１基の磁力計方式ではダ
イナミックレンジの問題が起こる可能性がある。さらに
また、地球磁場中における３軸磁力計の不規則な運動
（その結果磁力計出力が経時的に変動する）に起因する
磁気ノイズのようなノイズ発生源が機雷２２による信号
と干渉するおそれがある。
【００１７】好ましい解決策としてキラー移動体２０の
前後方向軸線に沿って距離ｄｘだけ離された２基の３軸
磁力計１０を用いることにより機雷の磁場を双方の磁力
計で測定する。この２つの測定値を減算すると地球磁場
の大きい定常成分や双方の磁力計に共通の他のノイズ発
生源が除去される。実用的な作用距離で、磁力計１０は
１ナノテスラ以上の感度を持つ必要がある。機雷２２と
キラー移動体２０の間の初期距離を長くすることができ
るという意味で０．１ナノテスラの感度は好ましい。標
準的なフラックスゲート３軸磁力計の感度は０．１ない
し１ナノテスラである。
前後方向軸線に沿って距離ｄｘだけ離された２基の３軸
磁力計１０を用いることにより機雷の磁場を双方の磁力
計で測定する。この２つの測定値を減算すると地球磁場
の大きい定常成分や双方の磁力計に共通の他のノイズ発
生源が除去される。実用的な作用距離で、磁力計１０は
１ナノテスラ以上の感度を持つ必要がある。機雷２２と
キラー移動体２０の間の初期距離を長くすることができ
るという意味で０．１ナノテスラの感度は好ましい。標
準的なフラックスゲート３軸磁力計の感度は０．１ない
し１ナノテスラである。
【００１８】図１は機雷２２にむかってキラー移動体２
０を航行させるシステムの機能ブロック図である。
０を航行させるシステムの機能ブロック図である。
【００１９】キラー移動体２０の発射前に、搭載コンピ
ュータ１６が機雷２２とキラー移動体２０の予定アンカ
ー点との相対位置及び機雷の磁気モーメントの大きさと
方向に関する推定値をハンター移動体から受信する。ハ
ンター移動体２４はアンカー点にむかってキラー移動体
２０を発射する。発射するには、予定アンカー点の真上
に来た時にアンカーと共にキラー移動体２０を投下し、
安全に海底に沈下し、固定されるように浮力を設定する
だけでよい。ハンター移動体がこの海域を離れるのに充
分な時間が経過した後、キラー移動体２０が機雷２２に
むかって移動する。この移動中、磁力計１０（Ｍ１及び
Ｍ２）は機雷の磁場を測定し、それぞれの測定値をＡ／
Ｄコンバータ１４を介して搭載コンピュータ１６に入力
する。
ュータ１６が機雷２２とキラー移動体２０の予定アンカ
ー点との相対位置及び機雷の磁気モーメントの大きさと
方向に関する推定値をハンター移動体から受信する。ハ
ンター移動体２４はアンカー点にむかってキラー移動体
２０を発射する。発射するには、予定アンカー点の真上
に来た時にアンカーと共にキラー移動体２０を投下し、
安全に海底に沈下し、固定されるように浮力を設定する
だけでよい。ハンター移動体がこの海域を離れるのに充
分な時間が経過した後、キラー移動体２０が機雷２２に
むかって移動する。この移動中、磁力計１０（Ｍ１及び
Ｍ２）は機雷の磁場を測定し、それぞれの測定値をＡ／
Ｄコンバータ１４を介して搭載コンピュータ１６に入力
する。
【００２０】好ましい実施例においては、慣性航行シス
テム（ＩＮＳ）１８が地球の固定座標軸に対するキラー
移動体の位置及び方向を測定する。この測定値もコンピ
ュータ１６に入力される。さらに、機雷２２にむかって
キラー移動体２０を航行させる方法を実行するための指
令を含むアルゴリズム１７もコンピュータ１６に入力さ
れる。
テム（ＩＮＳ）１８が地球の固定座標軸に対するキラー
移動体の位置及び方向を測定する。この測定値もコンピ
ュータ１６に入力される。さらに、機雷２２にむかって
キラー移動体２０を航行させる方法を実行するための指
令を含むアルゴリズム１７もコンピュータ１６に入力さ
れる。
【００２１】本発明の方法によると、キラー移動体２０
と機雷２２との相対位置を数値計算するのに充分な情報
が機雷磁気モーメントの大きさと方向、及びキラー移動
体２０の姿勢に含まれている。キラー移動体２０に組み
込まれている誘導システム（図示しない）が計算された
相対位置を受信し、これに従ってキラー移動体２０をア
ンカー点へ誘導する。
と機雷２２との相対位置を数値計算するのに充分な情報
が機雷磁気モーメントの大きさと方向、及びキラー移動
体２０の姿勢に含まれている。キラー移動体２０に組み
込まれている誘導システム（図示しない）が計算された
相対位置を受信し、これに従ってキラー移動体２０をア
ンカー点へ誘導する。
【００２２】図２から明らかなように、相対位置の計算
には４つの座標系を使用する。キラー移動体を機雷にむ
かって航行させる方法を詳細に説明する前にこれらの座
標系について説明する。
には４つの座標系を使用する。キラー移動体を機雷にむ
かって航行させる方法を詳細に説明する前にこれらの座
標系について説明する。
【００２３】第１の座標系は地球の固定座標系であり、
座標軸Ｘｅ、Ｙｅ、Ｚｅを含む。ハンター移動体２４の
慣性航行システムとキラー移動体２０の慣性航行システ
ムはこれらの座標軸と整列している。
座標軸Ｘｅ、Ｙｅ、Ｚｅを含む。ハンター移動体２４の
慣性航行システムとキラー移動体２０の慣性航行システ
ムはこれらの座標軸と整列している。
【００２４】第２の座標系はハンター移動体２４の固定
座標系であり、座標軸Ｘｈ、Ｙｈ、Ｚｈを含む。ハンタ
ー移動体の慣性航行システムは地球の固定座標軸に対す
るこれらの座標軸の位置及び方向を測定する。
座標系であり、座標軸Ｘｈ、Ｙｈ、Ｚｈを含む。ハンタ
ー移動体の慣性航行システムは地球の固定座標軸に対す
るこれらの座標軸の位置及び方向を測定する。
【００２５】第３の座標系はキラー移動体２０の固定座
標系であり、座標軸Ｘｋ、Ｙｋ、Ｚｋを含む。Ｘｋ軸の
方向は移動体の前後方向軸線と一致する。キラー移動体
２０の慣性航行システムは地球の固定座標軸に対するこ
れらの座標軸の位置及び方向を測定する。
標系であり、座標軸Ｘｋ、Ｙｋ、Ｚｋを含む。Ｘｋ軸の
方向は移動体の前後方向軸線と一致する。キラー移動体
２０の慣性航行システムは地球の固定座標軸に対するこ
れらの座標軸の位置及び方向を測定する。
【００２６】第４の座標系は機雷２２の固定座標系であ
り座標軸Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍを含む。Ｚｍ軸は機雷２２の
磁気モーメントと一致する。これら４つの座標系は直接
的に機雷２２に対するキラー移動体２０の位置を示す。
これらの座標系はまた機雷磁場の成分を数学的に表現す
るのに利用される。これらの座標系を以下に相対座標系
と呼ぶ。
り座標軸Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍを含む。Ｚｍ軸は機雷２２の
磁気モーメントと一致する。これら４つの座標系は直接
的に機雷２２に対するキラー移動体２０の位置を示す。
これらの座標系はまた機雷磁場の成分を数学的に表現す
るのに利用される。これらの座標系を以下に相対座標系
と呼ぶ。
【００２７】ハンター移動体２４の磁気勾配計及び慣性
航行システムは、公知の方法（例えば、W. Wynn等の“A
dvanced Superconducting Gradiometer／Magnetometer
Arrays and a Novel Signal Processing Technique,”I
EEE Trans. Mag., Vol. MAG-II, pp.701-707、Mar. 197
5）を利用して機雷２２の磁気モーメントの位置及び方
向を地球の固定座標系に基づいて測定する。ハンター移
動体２４はキラー移動体２０のアンカー点をも測定す
る。アンカー点は機雷２２の磁気モーメントの位置から
所定の距離及び方向に位置ぎめされる。
航行システムは、公知の方法（例えば、W. Wynn等の“A
dvanced Superconducting Gradiometer／Magnetometer
Arrays and a Novel Signal Processing Technique,”I
EEE Trans. Mag., Vol. MAG-II, pp.701-707、Mar. 197
5）を利用して機雷２２の磁気モーメントの位置及び方
向を地球の固定座標系に基づいて測定する。ハンター移
動体２４はキラー移動体２０のアンカー点をも測定す
る。アンカー点は機雷２２の磁気モーメントの位置から
所定の距離及び方向に位置ぎめされる。
【００２８】図３はアルゴリズム１７を利用してキラー
移動体を機雷にむかって航行させる方法を示すフローチ
ャートである。
移動体を機雷にむかって航行させる方法を示すフローチ
ャートである。
【００２９】キラー移動体のコンピュータ１６はハンタ
ー移動体による地球の固定座標軸に対する機雷磁気モー
メントの位置及び方向の測定値に基づいて機雷座標を形
成する。このため、コンピュータ１６は先ず地球の固定
座標軸と平行な座標軸セットを機雷２２の位置まで並進
させてから、新しいＺ軸（Ｚｍ）が機雷磁気モーメント
と平行となるようにこれらの座標軸を回転させる。
ー移動体による地球の固定座標軸に対する機雷磁気モー
メントの位置及び方向の測定値に基づいて機雷座標を形
成する。このため、コンピュータ１６は先ず地球の固定
座標軸と平行な座標軸セットを機雷２２の位置まで並進
させてから、新しいＺ軸（Ｚｍ）が機雷磁気モーメント
と平行となるようにこれらの座標軸を回転させる。
【００３０】コンピュータ１６は、キラー移動体の慣性
航行システムが測定したキラー移動体の方向を用いてキ
ラー移動体と機雷の座標軸間の角度を計算し、この２つ
の座標系間の変換を計算により行う。
航行システムが測定したキラー移動体の方向を用いてキ
ラー移動体と機雷の座標軸間の角度を計算し、この２つ
の座標系間の変換を計算により行う。
【００３１】次いでコンピュータ１６は下記ステップを
順次実行することにより、キラー移動体２０と機雷２２
との間の相対座標を計算する： １．キラー移動体２０の方向を用いて、各磁力計１０に
よって測定されたキラー移動体の座標軸に沿った機雷の
磁気誘導の３つの直交成分（Ｂｘk、Ｂｙk、Ｂｚk）を
機雷座標軸に沿うこれと等価の３成分（Ｂｘm、Ｂｙm、
Ｂｚm）に変換する。この変換は標準的座標変換法を用
いて行う（例えば、H. Goldsteinの“Classical Mechan
icsc,”Addison-Wesley, Reading, Mass.,1959参照）。
順次実行することにより、キラー移動体２０と機雷２２
との間の相対座標を計算する： １．キラー移動体２０の方向を用いて、各磁力計１０に
よって測定されたキラー移動体の座標軸に沿った機雷の
磁気誘導の３つの直交成分（Ｂｘk、Ｂｙk、Ｂｚk）を
機雷座標軸に沿うこれと等価の３成分（Ｂｘm、Ｂｙm、
Ｂｚm）に変換する。この変換は標準的座標変換法を用
いて行う（例えば、H. Goldsteinの“Classical Mechan
icsc,”Addison-Wesley, Reading, Mass.,1959参照）。
【００３２】２．変換された磁気誘導成分の、キラー移
動体２０のｘ軸に沿う３つの方向性導関数を形成する。
即ち、
動体２０のｘ軸に沿う３つの方向性導関数を形成する。
即ち、
【数１】 ただし、ｄｘはキラー移動体の前後方向軸線に沿う２つ
の磁力計１０の間隔であり、（１）は第１磁力計１０
（Ｍ１）に、また（２）は第２磁力計１０（Ｍ２）に関
連する。
の磁力計１０の間隔であり、（１）は第１磁力計１０
（Ｍ１）に、また（２）は第２磁力計１０（Ｍ２）に関
連する。
【００３３】３．キラー移動体２０と機雷２２の相対座
標の、機雷座標軸に沿う非線形関数（後述する）に等し
い方向性導関数を設定し、相対座標を求める。
標の、機雷座標軸に沿う非線形関数（後述する）に等し
い方向性導関数を設定し、相対座標を求める。
【００３４】４．計算された相対座標をキラー移動体の
誘導システムに転送し、アンカー点にむかってキラー移
動体２０を操舵する。
誘導システムに転送し、アンカー点にむかってキラー移
動体２０を操舵する。
【００３５】コンピュータ１６は新しい磁力計出力セッ
トがサンプルされるごとにステップ１−４を繰り返す。
必要なサンプリング速度は所要の命中精度及びキラー移
動体の誘導システムの必要条件に応じて異なる。機雷の
磁場は距離の３乗に反比例して低下するから（また、磁
気誘導の方向性導関数が距離の４乗に反比例して低下す
るから）、磁場が急激に変化する距離の近傍で最大サン
プリング速度となることが必要である。標準的な分析法
を利用して計測量を分析した結果によれば、所要の命中
精度を達成するためのサンプリング速度（Ｎ）は下記式
によって与えられる：
トがサンプルされるごとにステップ１−４を繰り返す。
必要なサンプリング速度は所要の命中精度及びキラー移
動体の誘導システムの必要条件に応じて異なる。機雷の
磁場は距離の３乗に反比例して低下するから（また、磁
気誘導の方向性導関数が距離の４乗に反比例して低下す
るから）、磁場が急激に変化する距離の近傍で最大サン
プリング速度となることが必要である。標準的な分析法
を利用して計測量を分析した結果によれば、所要の命中
精度を達成するためのサンプリング速度（Ｎ）は下記式
によって与えられる：
【数２】 ただし、Ｖはキラー移動体の速度、Ｒは機雷２２までの
距離、ｐは所要の命中精度を達成する上で許容できるサ
ンプルからサンプルへの測定方向性導関数の最大変化
（％）である。サンプリング速度はキラー移動体の速度
に正比例し、距離及び測定される磁場の方向性導関数の
許容変化％に反比例する。
距離、ｐは所要の命中精度を達成する上で許容できるサ
ンプルからサンプルへの測定方向性導関数の最大変化
（％）である。サンプリング速度はキラー移動体の速度
に正比例し、距離及び測定される磁場の方向性導関数の
許容変化％に反比例する。
【００３６】速度が１０ｋｔ（５ｍ／秒）なら、機雷か
ら５ｍ、ｐ＝１０％で、所要サンプリング速度は標準的
方法で容易に達成できる約４０サンプル／秒である。
ら５ｍ、ｐ＝１０％で、所要サンプリング速度は標準的
方法で容易に達成できる約４０サンプル／秒である。
【００３７】上記ステップ３において、標準的磁気双極
子式及びキラー移動体座標軸と機雷座標軸の間の既知の
角度関係から非線形関数を求める。即ち、
子式及びキラー移動体座標軸と機雷座標軸の間の既知の
角度関係から非線形関数を求める。即ち、
【数３】 ただし、α、β、γは相対座標Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍに対す
る線ｄｘの方向性余弦関数であり、キラー移動体座標軸
（Ｘｋ、Ｙｋ、Ｚｋ）及び相対座標軸（Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚ
ｍ）の既知方向を用いる標準的な方法（例えばH. Golds
teinの上記論文）で計算される。
る線ｄｘの方向性余弦関数であり、キラー移動体座標軸
（Ｘｋ、Ｙｋ、Ｚｋ）及び相対座標軸（Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚ
ｍ）の既知方向を用いる標準的な方法（例えばH. Golds
teinの上記論文）で計算される。
【００３８】式（４）−（６）の右辺の部分導関数は下
記のように計算される。磁気双極子の磁気誘導は下記の
公知式で表わされる（例えば、J.E. Mcfee and Y. Das
の“Fast Recursive Method for Estimating Locationa
ndDipole Moment Componentsof a Static Magnetic Dip
ole,m”IEEE Trans, on Geoscience and Remote Sensin
g, Vol. GE-24, Sept. 1986, pp.663-673）：
記のように計算される。磁気双極子の磁気誘導は下記の
公知式で表わされる（例えば、J.E. Mcfee and Y. Das
の“Fast Recursive Method for Estimating Locationa
ndDipole Moment Componentsof a Static Magnetic Dip
ole,m”IEEE Trans, on Geoscience and Remote Sensin
g, Vol. GE-24, Sept. 1986, pp.663-673）：
【数４】 ただし、μ0=自由空間透磁率（４π×１０-7ウェーバ／
ｍ−ａｍｐｅｒｅ）、 Ｍ＝機雷の磁気モーメント、 γｍ＝（Ｘｍ ＋Ｙｍ ＋Ｚｍ）1/2 標準的な方法を用いてＺｍ軸に沿ってＭを取れば：
ｍ−ａｍｐｅｒｅ）、 Ｍ＝機雷の磁気モーメント、 γｍ＝（Ｘｍ ＋Ｙｍ ＋Ｚｍ）1/2 標準的な方法を用いてＺｍ軸に沿ってＭを取れば：
【数５】 次いで、式（８）−（１０）の右辺を標準的微分法で処
理することによってＢｘm、Ｂｙm、Ｂｚmの部分導関数
を得る。
理することによってＢｘm、Ｂｙm、Ｂｚmの部分導関数
を得る。
【００３９】式（４）−（６）は機雷２２とキラー移動
体２０の間の所要の相対座標Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍを求める
式である。各式の左辺は式（１）−（３）の場合と同様
に磁力計測定値によって与えられる。右辺は非線形であ
り、数値解法が必要である。これには標準的な解法を用
いることができる（W.M. Press等の“Numerical Receip
es”Cambridge University Press, Cambridge, 1989, C
hapter 9）。
体２０の間の所要の相対座標Ｘｍ、Ｙｍ、Ｚｍを求める
式である。各式の左辺は式（１）−（３）の場合と同様
に磁力計測定値によって与えられる。右辺は非線形であ
り、数値解法が必要である。これには標準的な解法を用
いることができる（W.M. Press等の“Numerical Receip
es”Cambridge University Press, Cambridge, 1989, C
hapter 9）。
【００４０】数値解法を開始するには先ず初期の試算が
必要である。この相対位置初期試算は機雷２２の位置推
定値からハンター移動体によるキラー移動体２０のアン
カー点位置の推定値を差引くことによって行われる。キ
ラー移動体２０が機雷２２にむかって誘導される過程で
新しい相対位置が測定され、最終命中精度を得るに必要
な、かつ誘導システムが必要とする条件に応じてサンプ
リング速度が設定される。新しい位置測定ごとの初期試
算は先行の相対位置の計算結果に基づいて行われる。こ
れらの試算結果は真の解に比較的近いから、試算の収斂
は迅速であり、多重解は回避される。
必要である。この相対位置初期試算は機雷２２の位置推
定値からハンター移動体によるキラー移動体２０のアン
カー点位置の推定値を差引くことによって行われる。キ
ラー移動体２０が機雷２２にむかって誘導される過程で
新しい相対位置が測定され、最終命中精度を得るに必要
な、かつ誘導システムが必要とする条件に応じてサンプ
リング速度が設定される。新しい位置測定ごとの初期試
算は先行の相対位置の計算結果に基づいて行われる。こ
れらの試算結果は真の解に比較的近いから、試算の収斂
は迅速であり、多重解は回避される。
【００４１】当業者には明白なように、頭書した特許請
求の範囲に示した本発明の範囲及び思想から逸脱するこ
となく、本発明の磁気航行システム及びこの磁気航行シ
ステムの構成に多様な変更を加えることができる。本発
明の明細書を検討し、本発明を実施することにより、当
業者は他にも実施態様が可能であることを知るであろ
う。
求の範囲に示した本発明の範囲及び思想から逸脱するこ
となく、本発明の磁気航行システム及びこの磁気航行シ
ステムの構成に多様な変更を加えることができる。本発
明の明細書を検討し、本発明を実施することにより、当
業者は他にも実施態様が可能であることを知るであろ
う。
【００４２】
【図１】キラー移動体を機雷にむかって航行させる好ま
しいシステムの機能ブロック図である。
しいシステムの機能ブロック図である。
【図２】航行システムの作用領域及び該領域内の直角座
標系の斜視図である。
標系の斜視図である。
【図３】キラー移動体を機雷にむかって航行させる方法
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
１０ 磁力計 １４ Ａ／Ｄコンバーター １６ コンピューター １７ アルゴリズム １８ 慣性航行システム ２０ キラー移動体 ２２ 機雷 ２４ ハンター移動体
Claims (5)
- 【請求項１】 前後方向軸線に沿って一定間隔を置いて
設けた２つの磁気センサーとコンピュータを有するキラ
ー移動体を、磁場を発生させる機雷にむかって水面下航
行させる方法において、 機雷の磁場を各磁気センサーで測定し；一定間隔を保つ
各磁気センサーによる磁場測定値の差に従って機雷から
のキラー移動体の相対位置を計算し；計算された相対位
置に従ってキラー移動体を機雷にむかって航行させるス
テップから成ることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 機雷からのキラー移動体の相対位置を計
算するステップを、測定ステップが実行されるごとに行
うことを特徴とする請求項１に記載の水面下キラー移動
体航行方法。 - 【請求項３】 磁場を発生させる機雷にむかってキラー
移動体を水面下航行させるシステムにおいて、 キラー移動体の前後方向軸線に沿って一定間隔を置いて
キラー移動体に固定され、機雷の磁場を測定する２つの
磁気センサーと；キラー移動体に搭載され、一定間隔を
置いて設けられた各磁気センサーによる機雷磁場の測定
値に従って機雷からのキラー移動体の相対位置を計算す
るプログラムを有するコンピュータと；キラー移動体に
搭載され、計算された相対位置に従って機雷にむかって
キラー移動体を航行させる誘導システムとから成ること
を特徴とするキラー移動体航行システム。 - 【請求項４】 磁気センサーが３つの直交方向に機雷磁
場を測定する３軸フラックスゲート磁力計であることを
特徴とする請求項３に記載のキラー移動体航行システ
ム。 - 【請求項５】 航行システムが慣性航行システムである
ことを特徴とする請求項３に記載のキラー移動体航行シ
ステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/255863 | 1994-06-07 | ||
| US08/255,863 US5425001A (en) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | Navigation system for an underwater vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH082485A true JPH082485A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=22970177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7164804A Withdrawn JPH082485A (ja) | 1994-06-07 | 1995-06-06 | 水面下移動体航行システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5425001A (ja) |
| JP (1) | JPH082485A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008513265A (ja) * | 2004-09-20 | 2008-05-01 | アトラス エレクトロニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 測位された機雷を破壊するための方法およびシステム |
| JP2009229443A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-10-08 | Shimadzu Corp | 目標体探査システム |
| JP2010085294A (ja) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Tokyo Metropolitan Univ | 緊急地震警報を発するための方法および装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6674691B1 (en) * | 2000-10-03 | 2004-01-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Rigid sting extension for ocean turbulence measurement from an unmanned underwater vehicle |
| AU2002953407A0 (en) * | 2002-12-18 | 2003-01-09 | Commonwealth Of Australia | Mine sweeping device |
| US20040194684A1 (en) * | 2003-04-03 | 2004-10-07 | Edo Corporation | System for alternatively or concomitantly mine hunting and minesweeping |
| US9541393B2 (en) * | 2011-06-30 | 2017-01-10 | Qualcomm Incorporated | Reducing power consumption or error of digital compass |
| DE102018222487A1 (de) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Atlas Elektronik Gmbh | Anordnung und Verfahren zum Lokalisieren eines Gegenstands in oder unter einem Gewässer |
-
1994
- 1994-06-07 US US08/255,863 patent/US5425001A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-06-06 JP JP7164804A patent/JPH082485A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008513265A (ja) * | 2004-09-20 | 2008-05-01 | アトラス エレクトロニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 測位された機雷を破壊するための方法およびシステム |
| JP4814241B2 (ja) * | 2004-09-20 | 2011-11-16 | アトラス エレクトロニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 測位された機雷を破壊するための方法およびシステム |
| JP2009229443A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-10-08 | Shimadzu Corp | 目標体探査システム |
| JP2010085294A (ja) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Tokyo Metropolitan Univ | 緊急地震警報を発するための方法および装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5425001A (en) | 1995-06-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |