JPH0142534B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0142534B2 JPH0142534B2 JP56174457A JP17445781A JPH0142534B2 JP H0142534 B2 JPH0142534 B2 JP H0142534B2 JP 56174457 A JP56174457 A JP 56174457A JP 17445781 A JP17445781 A JP 17445781A JP H0142534 B2 JPH0142534 B2 JP H0142534B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time
- transponders
- wireless transmission
- acoustic pulse
- receiver
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B11/00—Transmission systems employing ultrasonic, sonic or infrasonic waves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、３次元的位置を計測する水中位置計
測システムにおいて必要となるデータを、狭帯域
で伝送することができる無線伝送装置に関する。
測システムにおいて必要となるデータを、狭帯域
で伝送することができる無線伝送装置に関する。
水中での３次元的位置、すなわち航走体などの
水中を移動する物体の位置を、精度よく計測する
システムとして、海底に設置された３個以上の受
波器またはトランスポンダを基準点とし、物体と
これら基準点の間の直距離を音響的に計測し、こ
れら直距離と基準点の座標とから物体の位置を算
出する、いわゆるロングベースライン方式があ
る。すなわち、直距離を測るために物体から音響
パルス信号を送信し、この信号を基準点において
受信し、その伝搬に要した時間を計測し、この時
間に音速を乗じることにより物体と基準点の間の
直距離を得る。基準点が受波器である場合、受信
した信号を別個にケーブルまたは無線伝送路を通
して陸上または船上へ伝送し、そこで検波などの
処理を行うのが従来の方法であつた。
水中を移動する物体の位置を、精度よく計測する
システムとして、海底に設置された３個以上の受
波器またはトランスポンダを基準点とし、物体と
これら基準点の間の直距離を音響的に計測し、こ
れら直距離と基準点の座標とから物体の位置を算
出する、いわゆるロングベースライン方式があ
る。すなわち、直距離を測るために物体から音響
パルス信号を送信し、この信号を基準点において
受信し、その伝搬に要した時間を計測し、この時
間に音速を乗じることにより物体と基準点の間の
直距離を得る。基準点が受波器である場合、受信
した信号を別個にケーブルまたは無線伝送路を通
して陸上または船上へ伝送し、そこで検波などの
処理を行うのが従来の方法であつた。
この従来の方法のうち特に無線伝送を用いる場
合の問題点は、受信信号を直接伝送するため広い
周波数帯域を必要とし、特殊な回線を必要とする
こと、および基準点の数に等しい伝送チヤネル数
が必要になるため電波の割当てが得にくいことで
ある。
合の問題点は、受信信号を直接伝送するため広い
周波数帯域を必要とし、特殊な回線を必要とする
こと、および基準点の数に等しい伝送チヤネル数
が必要になるため電波の割当てが得にくいことで
ある。
本発明はこれらの欠点を除くため、まず１個の
基準点のみを受波器とし、他の基準点をトランス
ポンダとすることにより必要な伝送路の数を１に
減らし、さらに受波器の受信信号をそのまま伝送
するのではなく、検波などの処理を施し、受信時
刻データに変換し、通常のデータ回線により伝送
可能としたものであり、以下詳細に説明する。
基準点のみを受波器とし、他の基準点をトランス
ポンダとすることにより必要な伝送路の数を１に
減らし、さらに受波器の受信信号をそのまま伝送
するのではなく、検波などの処理を施し、受信時
刻データに変換し、通常のデータ回線により伝送
可能としたものであり、以下詳細に説明する。
第１図は本発明の実施例であり、１は位置計測
すべき水中物体、２は音源装置、３1，…，３4は
トランスポンダ、４は受波器、５は中間ブイ、６
は海面ブイ、７は水上船である。水中物体１には
音響パルス信号を送信する音源装置２を取付け、
これから送出された信号をトランスポンダ３1，
…，３4および受波器４で受信する。トランスポ
ンダ３1，…，３4のうち少なくとも２つがこの信
号に応答し、それぞれ異なる周波数の音響パルス
信号を送信する。これらのトランスポンダから送
信された信号は上記の音源装置２から送信された
信号と共に受波器４で受信され、水中ケーブル８
を介して海面ブイ６に送られる。受波器４は中間
ブイ５により吊られ、トランスポンダ３1，…，
３4と同様に海底に対して一定の位置に保持され
る。海面ブイ６では、受波器４で受信された信号
の中から周波数の異なるパルス信号が分離して検
出され、それらの受信時刻が計測される。計測結
果は符号系列に変換され、電波に乗せられアンテ
ナから送信され、水上船７で受信される。ここ
で、符号系列が復調され、計測データが再生され
るので、このデータを船上の位置計算器に入力
し、水中物体１の位置すなわち３次元的位置を計
算する。
すべき水中物体、２は音源装置、３1，…，３4は
トランスポンダ、４は受波器、５は中間ブイ、６
は海面ブイ、７は水上船である。水中物体１には
音響パルス信号を送信する音源装置２を取付け、
これから送出された信号をトランスポンダ３1，
…，３4および受波器４で受信する。トランスポ
ンダ３1，…，３4のうち少なくとも２つがこの信
号に応答し、それぞれ異なる周波数の音響パルス
信号を送信する。これらのトランスポンダから送
信された信号は上記の音源装置２から送信された
信号と共に受波器４で受信され、水中ケーブル８
を介して海面ブイ６に送られる。受波器４は中間
ブイ５により吊られ、トランスポンダ３1，…，
３4と同様に海底に対して一定の位置に保持され
る。海面ブイ６では、受波器４で受信された信号
の中から周波数の異なるパルス信号が分離して検
出され、それらの受信時刻が計測される。計測結
果は符号系列に変換され、電波に乗せられアンテ
ナから送信され、水上船７で受信される。ここ
で、符号系列が復調され、計測データが再生され
るので、このデータを船上の位置計算器に入力
し、水中物体１の位置すなわち３次元的位置を計
算する。
第２図は海面ブイ６のブロツク図であり、１０
は入力端子、１１はパルス検出器群、１２はタイ
マ群、１３は並列直列変換器、１４はクロツク発
生器、１５はフレーム符号結合器、１６は無線送
信器、１７はアンテナである。第１図の受波器４
で受信された信号は入力端子１０に加えられ、パ
ルス検出器群１１の各パルス検出器に入力され
る。各パルス検出器は特定の周波数のパルス信号
を検出するものであり、パルス信号を検出したな
らトリガ信号を発生し、タイマ群１２のうちの対
応するタイマを起動する。クロツク発生器１４は
タイマ群１２の各タイマに小周期T0のクロツク
信号を供給すると共に、大周期Tfごとにこれら
各タイマの出力を並列直列変換器１３に出力した
後、直ちにこれら各タイマをリセツトし、次の大
周期間における動作にそなええる。並列直列変換
器１３に貯えられたタイマ群１２の出力は、中周
期Ttの周期で直列に読み出され、フレーム符号
結合器１５においてその先頭にフレーム符号を付
加され、無線送信器１６に送られる。無線送信器
１６では搬送波信号がこの中周期Ttのレートの
符号系列によつてFSK（周波数シフトキーイン
グ）などの変調を受け、アンテナ１７から空中に
送出される。
は入力端子、１１はパルス検出器群、１２はタイ
マ群、１３は並列直列変換器、１４はクロツク発
生器、１５はフレーム符号結合器、１６は無線送
信器、１７はアンテナである。第１図の受波器４
で受信された信号は入力端子１０に加えられ、パ
ルス検出器群１１の各パルス検出器に入力され
る。各パルス検出器は特定の周波数のパルス信号
を検出するものであり、パルス信号を検出したな
らトリガ信号を発生し、タイマ群１２のうちの対
応するタイマを起動する。クロツク発生器１４は
タイマ群１２の各タイマに小周期T0のクロツク
信号を供給すると共に、大周期Tfごとにこれら
各タイマの出力を並列直列変換器１３に出力した
後、直ちにこれら各タイマをリセツトし、次の大
周期間における動作にそなええる。並列直列変換
器１３に貯えられたタイマ群１２の出力は、中周
期Ttの周期で直列に読み出され、フレーム符号
結合器１５においてその先頭にフレーム符号を付
加され、無線送信器１６に送られる。無線送信器
１６では搬送波信号がこの中周期Ttのレートの
符号系列によつてFSK（周波数シフトキーイン
グ）などの変調を受け、アンテナ１７から空中に
送出される。
いま、同時に計測できる水中物体の数を２と
し、トランスポンダの数を４とする。各水中物体
の送出するパルス信号の周波数を0および0′と
し、これらに応答して各トランスポンダから送出
されるパルス信号の周波数を1、2、3、4およ
び1′、2′、3′、4′とする。このときの送信
符号
系列は第３図のようになる。ここで、Ｆはフレー
ムコード、0、1、…はそれぞれ周波数0、1、
…のパルス信号の検出の有無と受信時刻を表わす
コードである。フレームコードＦの先頭の位置を
各タイマの読出しの時刻とすると、各受信時刻の
コードはこの読出し時刻を基準として小周期T0
を単位として測つた時間（負値と解釈する）を表
わしている。フレームコードＦの発生時刻は、船
上の無線受信器によつて海面ブイ６の送信信号を
受信し、標準時計と照合することにより分かるの
で、このフレームコードＦに引き続く受信時刻コ
ード（負値）をフレームコードの発生時刻に加え
ることにより、音響パルスの受信時刻を知ること
ができる。したがつて、水中物体１に取付られた
音源装置２の送信信号の送信タイミングを予め標
準時計に同期させておけば、各音響パルスの伝搬
時間を計測できることになり、この伝搬時間に水
中での音速を乗ずることにより伝搬距離が求めら
れ、これとトランスポンダ３1，…，３4および受
波器４の座標とから水中物体１の位置が算出され
る。トランスポンダ３1，…，３4および受波器４
の座標は、前もつて、通常の音響航法におけるの
と同様のキヤリブレーシヨンの操作により定めら
れる。
し、トランスポンダの数を４とする。各水中物体
の送出するパルス信号の周波数を0および0′と
し、これらに応答して各トランスポンダから送出
されるパルス信号の周波数を1、2、3、4およ
び1′、2′、3′、4′とする。このときの送信
符号
系列は第３図のようになる。ここで、Ｆはフレー
ムコード、0、1、…はそれぞれ周波数0、1、
…のパルス信号の検出の有無と受信時刻を表わす
コードである。フレームコードＦの先頭の位置を
各タイマの読出しの時刻とすると、各受信時刻の
コードはこの読出し時刻を基準として小周期T0
を単位として測つた時間（負値と解釈する）を表
わしている。フレームコードＦの発生時刻は、船
上の無線受信器によつて海面ブイ６の送信信号を
受信し、標準時計と照合することにより分かるの
で、このフレームコードＦに引き続く受信時刻コ
ード（負値）をフレームコードの発生時刻に加え
ることにより、音響パルスの受信時刻を知ること
ができる。したがつて、水中物体１に取付られた
音源装置２の送信信号の送信タイミングを予め標
準時計に同期させておけば、各音響パルスの伝搬
時間を計測できることになり、この伝搬時間に水
中での音速を乗ずることにより伝搬距離が求めら
れ、これとトランスポンダ３1，…，３4および受
波器４の座標とから水中物体１の位置が算出され
る。トランスポンダ３1，…，３4および受波器４
の座標は、前もつて、通常の音響航法におけるの
と同様のキヤリブレーシヨンの操作により定めら
れる。
この装置を用いれば、大周期Tfの間に各周波
数について１個のパルス信号の検出の有無とその
検出時刻が伝送できるから、音源装置２の送信周
期Taを大周期Tfより大きくとれば、位置計測に
必要なすべての時刻データを１チヤネルの無線伝
送路によつて目的地まで伝送できる。例えば、上
記の例においてフレームコード語長を40ビツト、
受信時刻コードを20ビツト、Tf＝１秒とすると、
伝送ルートは（40＋20×５×２）＝240ビツト／秒
となり、低速のデータ伝送路によつて伝送可能に
なるから、通常の無線回線を使用できる。
数について１個のパルス信号の検出の有無とその
検出時刻が伝送できるから、音源装置２の送信周
期Taを大周期Tfより大きくとれば、位置計測に
必要なすべての時刻データを１チヤネルの無線伝
送路によつて目的地まで伝送できる。例えば、上
記の例においてフレームコード語長を40ビツト、
受信時刻コードを20ビツト、Tf＝１秒とすると、
伝送ルートは（40＋20×５×２）＝240ビツト／秒
となり、低速のデータ伝送路によつて伝送可能に
なるから、通常の無線回線を使用できる。
以上の説明では、計測すべき水中物体数を２、
トランスポンダの数を４、受波器の数を１とした
が、標準的使用法としては６個のトランスポンダ
を正六角形の頂点付近に、１個の受波器をその中
心付近に配置する。この場合、35波の音響パルス
信号を用いれば５個の水中物体を同時計測可能に
なる。しかも、伝送ルートは1000ビツト／秒以下
でよく、通常の無線回線で楽に伝送できる。
トランスポンダの数を４、受波器の数を１とした
が、標準的使用法としては６個のトランスポンダ
を正六角形の頂点付近に、１個の受波器をその中
心付近に配置する。この場合、35波の音響パルス
信号を用いれば５個の水中物体を同時計測可能に
なる。しかも、伝送ルートは1000ビツト／秒以下
でよく、通常の無線回線で楽に伝送できる。
水中の計測範囲をより広くするには、上記の標
準的使用法で示したトランスポンダ６個、受波器
１個の組を１つの単位とし、複数の組を用いれば
よい。ただし、無線の回線は別にしなければなら
ないので計測範囲を広げると無線回線数を増さな
ければならないが、低速データ回線であるから回
線の割当て取得は比較的容易である。
準的使用法で示したトランスポンダ６個、受波器
１個の組を１つの単位とし、複数の組を用いれば
よい。ただし、無線の回線は別にしなければなら
ないので計測範囲を広げると無線回線数を増さな
ければならないが、低速データ回線であるから回
線の割当て取得は比較的容易である。
本発明は多周波の音響パルス信号を直接伝送す
る代りに、多周波数の音響パルス信号を分離して
検出し、その受信時刻を符号化し、多重化して、
１回線の無線伝送路で伝送できるようにしたの
で、移動式の水中位置計測システムに適用すれば
効果が大きい。
る代りに、多周波数の音響パルス信号を分離して
検出し、その受信時刻を符号化し、多重化して、
１回線の無線伝送路で伝送できるようにしたの
で、移動式の水中位置計測システムに適用すれば
効果が大きい。
第１図は本発明の実施例を示す説明図、第２図
は第１図における海面ブイ６のブロツク図、第３
図はその出力信号のタイムチヤートである。 １……水中物体、３1，…，３4……トランスポ
ンダ、４……受波器、６……海面ブイ、７……水
上船。
は第１図における海面ブイ６のブロツク図、第３
図はその出力信号のタイムチヤートである。 １……水中物体、３1，…，３4……トランスポ
ンダ、４……受波器、６……海面ブイ、７……水
上船。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 位置計測の基準点として、１個の受波置と複
数のトランスポンダとを備え、 前記受波器は、位置計測すべき物体から送出さ
れる音響パルス信号と複数の前記トランスポンダ
から送出される音響パルス信号とを受信するもの
であり、 前記受波器で受信した信号を無線伝送路を介し
て伝送し、且つ前記物体及び前記トランスポンダ
の音警パルス信号の周波数はそれぞれ異なるよう
に設定してある無線伝送装置において、 異なる周波数を持つ複数の音響パルスを分離し
て検出する手段と、 その検出の時刻とある基準の時刻との間の時間
を計時する手段と、 計時結果を直列に読み出す手段と、 上記基準の時刻を表わすコード（フレームコー
ド）と直列に読み出された計時結果とを直列に結
合して伝送する手段とを備えた無線伝送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17445781A JPS5877338A (ja) | 1981-11-02 | 1981-11-02 | 無線伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17445781A JPS5877338A (ja) | 1981-11-02 | 1981-11-02 | 無線伝送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5877338A JPS5877338A (ja) | 1983-05-10 |
| JPH0142534B2 true JPH0142534B2 (ja) | 1989-09-13 |
Family
ID=15978819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17445781A Granted JPS5877338A (ja) | 1981-11-02 | 1981-11-02 | 無線伝送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5877338A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61228371A (ja) * | 1985-04-01 | 1986-10-11 | Unyusho Daiyon Kowan Kensetsu Kyokucho | 水中位置検出装置 |
| CN104360314B (zh) * | 2014-10-16 | 2017-01-25 | 浙江省计量科学研究院 | 一种声源识别定位系统计量校准方法及其校准装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5485761A (en) * | 1977-12-20 | 1979-07-07 | Shin Meiwa Ind Co Ltd | Sound signal processor and its method |
| JPS54136369A (en) * | 1978-04-14 | 1979-10-23 | Komatsu Mfg Co Ltd | Location detecting system of underwater moving body |
-
1981
- 1981-11-02 JP JP17445781A patent/JPS5877338A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5877338A (ja) | 1983-05-10 |
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