JPH0213877A - 流氷水中形状観測方式 - Google Patents
流氷水中形状観測方式Info
- Publication number
- JPH0213877A JPH0213877A JP63164347A JP16434788A JPH0213877A JP H0213877 A JPH0213877 A JP H0213877A JP 63164347 A JP63164347 A JP 63164347A JP 16434788 A JP16434788 A JP 16434788A JP H0213877 A JPH0213877 A JP H0213877A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- observation
- sonar
- underwater
- upside
- drift ice
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- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- 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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は流氷水中形状観測方式に関し、特に水上を航行
する船舶ならびに水中を航行する潜水船等の水中航行体
の航行の安全ならびに通信の確保を図るため、近傍に存
在する流氷を探知しその水中形状を観測する流氷水中形
状観測方式に関する。
する船舶ならびに水中を航行する潜水船等の水中航行体
の航行の安全ならびに通信の確保を図るため、近傍に存
在する流氷を探知しその水中形状を観測する流氷水中形
状観測方式に関する。
流氷が存在する海域を一般船舶が海上航行するか、もし
くは潜水船、潜水艦等の水中航行体が種種の運用目的に
もとづいて水中航行する場合、海面下にある流氷部分が
水上航行船舶を含め航行の安全に対して極めて大きい危
険性をもたらす。また、潜水船等これら水中航行体の一
部のものは、海面下において超長波（ＶＬＦ）電波によ
る基地局の通信を受ける機会もしばしば発生するが、上
方に流氷が存在するときは、その厚さがある程度以上と
なるとＶＬＦが氷に遮ぎられて受信不能となってしまう
。
くは潜水船、潜水艦等の水中航行体が種種の運用目的に
もとづいて水中航行する場合、海面下にある流氷部分が
水上航行船舶を含め航行の安全に対して極めて大きい危
険性をもたらす。また、潜水船等これら水中航行体の一
部のものは、海面下において超長波（ＶＬＦ）電波によ
る基地局の通信を受ける機会もしばしば発生するが、上
方に流氷が存在するときは、その厚さがある程度以上と
なるとＶＬＦが氷に遮ぎられて受信不能となってしまう
。
この問題に対し、従来は、支援航空機からの目視、レー
ダ、写真による観測で対応している。
ダ、写真による観測で対応している。
上述した従来の観測では、流氷の海表面における形状は
わかるものの水中の形状までは観測できず、また観測を
阻害する天象・気象の影響も受は易いという欠点がある
。
わかるものの水中の形状までは観測できず、また観測を
阻害する天象・気象の影響も受は易いという欠点がある
。
本発明の目的は上述した欠点を除去し、水中形状も確認
可能な流氷水中形状観測方式を提供することにある。
可能な流氷水中形状観測方式を提供することにある。
本発明の流氷水中形状観測方式は、水中を航行する潜水
船等の水中航行体の進行方向に対して左右直上方向から
それぞれ直角方向かつ所定の範囲にわたって音響ファン
ビーム（ｆａｎ ｂｅａｍ）を走査しつつ側方を観測
する側方観測手段と、前記進行方向に音響ビームを送出
して前方を観測する前方観測手段と、垂直上方に音響ビ
ームを送出して上方を観測するとともに海上を航行する
船舶を発生雑音を含んで捕捉する上方観測手段とを備え
て構成される。
船等の水中航行体の進行方向に対して左右直上方向から
それぞれ直角方向かつ所定の範囲にわたって音響ファン
ビーム（ｆａｎ ｂｅａｍ）を走査しつつ側方を観測
する側方観測手段と、前記進行方向に音響ビームを送出
して前方を観測する前方観測手段と、垂直上方に音響ビ
ームを送出して上方を観測するとともに海上を航行する
船舶を発生雑音を含んで捕捉する上方観測手段とを備え
て構成される。
次に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブｐワク図であ
り、左右上側方の水中を観測する側方観測ソーナー１、
進行方向の水中を観測する前方観測ソーナー２、直上の
水中を観測する上方観測ソーナー３を備えて構成される
。
り、左右上側方の水中を観測する側方観測ソーナー１、
進行方向の水中を観測する前方観測ソーナー２、直上の
水中を観測する上方観測ソーナー３を備えて構成される
。
第２図は第１図の実施例の各ソーナーの運用状況を示す
説明図である。
説明図である。
海表面９の下方の水中を航行する潜水船４は、側方観測
ソーナー１により進行方向に対する左右直上方向から左
右直角方向に所定の範囲αにわたってファンビーム５１
を走査しつつ左右一対の側方観測ビーム５を形成して音
響パルスを放射する。この側方観測ビームは、いわゆる
サイドスキャンビームと呼ばれる下側方海底探査ビーム
を反対に海面に向けたものとほぼ同様のビームである。
ソーナー１により進行方向に対する左右直上方向から左
右直角方向に所定の範囲αにわたってファンビーム５１
を走査しつつ左右一対の側方観測ビーム５を形成して音
響パルスを放射する。この側方観測ビームは、いわゆる
サイドスキャンビームと呼ばれる下側方海底探査ビーム
を反対に海面に向けたものとほぼ同様のビームである。
また、前方には前方観測ビーム６が前方観測ソーナー２
によって形成され、水中流氷を含む前方障害物の存在の
有無を確認する。
によって形成され、水中流氷を含む前方障害物の存在の
有無を確認する。
さらに、上方に対しては、上方観測ソーナー３による上
方観測ビーム７が形成され、この上方観測ビーム７によ
る音響パルスの送受波によって上方に存在する流氷を観
測し、また航行船舶の場合には捕捉雑音によって反射音
の類別を行なっている。
方観測ビーム７が形成され、この上方観測ビーム７によ
る音響パルスの送受波によって上方に存在する流氷を観
測し、また航行船舶の場合には捕捉雑音によって反射音
の類別を行なっている。
これら側方、前方および上方の流氷を観測する各観測ソ
ーナーは、本実施例の場合、いずれも流氷観測専用のも
のを装備しているが、これらを他の運用目的と併用する
多目的のソーナーを利用するものとしてもよい。
ーナーは、本実施例の場合、いずれも流氷観測専用のも
のを装備しているが、これらを他の運用目的と併用する
多目的のソーナーを利用するものとしてもよい。
次に、第１図に戻って各観測ソーナーの側倒の構成なら
びに動作について述べる。
びに動作について述べる。
側方観測ソーナー１は、水中航行体の上面左右に直線配
列して側方観測ビーム５を形成する送受波器１１ａ、ｌ
ｌｂ、所定の指向特性の送受波ファンビーム５工を形成
せしめる整相器１２ａ。
列して側方観測ビーム５を形成する送受波器１１ａ、ｌ
ｌｂ、所定の指向特性の送受波ファンビーム５工を形成
せしめる整相器１２ａ。
１２ｂ、送受信の切替を行なう送受切替器１３、送信器
１４、受信器１５、ファンビーム走査を含む送受信のタ
イミング制御ならびに後述する映像処理器１７および表
示器１８に対する動作タイミングの制御を行なう制御器
１６、側方観測ソーナーｌによって得らｈるデータにも
どつき、側方に存在する流氷の水中形状のプロファイル
（ｐｒｏｆｉｌｅ）データを作成する映像処理器１７、
表示器１８および周波数分析器１９を備えて構成される
。
１４、受信器１５、ファンビーム走査を含む送受信のタ
イミング制御ならびに後述する映像処理器１７および表
示器１８に対する動作タイミングの制御を行なう制御器
１６、側方観測ソーナーｌによって得らｈるデータにも
どつき、側方に存在する流氷の水中形状のプロファイル
（ｐｒｏｆｉｌｅ）データを作成する映像処理器１７、
表示器１８および周波数分析器１９を備えて構成される
。
上述した構成中、制御器１６は前方観測ソーナー２およ
び上方観測ソーナー３のタイミング制御も行ない、また
、映像処理器１７と表示器１８は、いずれも前方観測ソ
ーナー２、上方観測ソーナー３の出力表示に共用され、
さらに周波数分析器１９は上方観測ソーナー３の専用機
器であるが、集中データ管理の目的で表示器１８に併置
される。
び上方観測ソーナー３のタイミング制御も行ない、また
、映像処理器１７と表示器１８は、いずれも前方観測ソ
ーナー２、上方観測ソーナー３の出力表示に共用され、
さらに周波数分析器１９は上方観測ソーナー３の専用機
器であるが、集中データ管理の目的で表示器１８に併置
される。
この側方観測ソーナー２は、整相器１２ａ。
１２ｂによって送受波器１１ａ、ｌｌｂの送受波入出力
に対して位相合成によるビーム形成を行ない、第２図に
示すファンビーム５１を形成し、このファンビームを介
して送信器１４の出力を送信し、また受波入力を受信器
１５に供給する。ファンビーム５１を所定の範囲αにわ
たって走査し側方観測ビーム５を形成するのは制御器１
６の送受信タイミング制御によって行なわれる。
に対して位相合成によるビーム形成を行ない、第２図に
示すファンビーム５１を形成し、このファンビームを介
して送信器１４の出力を送信し、また受波入力を受信器
１５に供給する。ファンビーム５１を所定の範囲αにわ
たって走査し側方観測ビーム５を形成するのは制御器１
６の送受信タイミング制御によって行なわれる。
第２図に示す如く、流氷８の側方を側方観測ビーム５で
走査しながら潜水船４が進行すると、流氷８の側面の音
波によるプロファイルが得られる。
走査しながら潜水船４が進行すると、流氷８の側面の音
波によるプロファイルが得られる。
映像処理器１７は、受信器１５の出力にもとづいて送受
波器１１ａ、ｌｌｂで走査した流氷の水中形状のプロフ
ァイル作成用のデータを求め、これを表示器１８に送出
する。
波器１１ａ、ｌｌｂで走査した流氷の水中形状のプロフ
ァイル作成用のデータを求め、これを表示器１８に送出
する。
表示器１８は、このデータをＣＲＴ １８１で水中形状
プロファイルとして表示するとともにＭＴ（Ｍａｇｎｅ
ｔｉｃ Ｔａｐｌ）１８２に収録し、かつＸＹプロッ
タ１８３で時間（Ｘ）対レベル（Ｙ）のＸＹプロットを
行なう。表示器１８のＣＲＴ１８１．ＭＴ１８２および
ＸＹプロッタ１８３はそれぞれ、側方観測ソーナー１の
ほか前方観測ソーナー２および上方観測ソーナー３の出
力データに対する表示、格納も可能とする３チヤンネル
の表示系を備え、これら表示系に対するデータの映像処
理は共通の映像処理器としての映像処理器１７によって
実施される。
プロファイルとして表示するとともにＭＴ（Ｍａｇｎｅ
ｔｉｃ Ｔａｐｌ）１８２に収録し、かつＸＹプロッ
タ１８３で時間（Ｘ）対レベル（Ｙ）のＸＹプロットを
行なう。表示器１８のＣＲＴ１８１．ＭＴ１８２および
ＸＹプロッタ１８３はそれぞれ、側方観測ソーナー１の
ほか前方観測ソーナー２および上方観測ソーナー３の出
力データに対する表示、格納も可能とする３チヤンネル
の表示系を備え、これら表示系に対するデータの映像処
理は共通の映像処理器としての映像処理器１７によって
実施される。
なお、受信器１５．映像処理器１７および表示器１８に
おける処理のタイミングは、制御器１６のタイミング制
御のもとに行なわれる。
おける処理のタイミングは、制御器１６のタイミング制
御のもとに行なわれる。
さて、映像処理器１７において受信器１５の出力を映像
データとする映像処理において、データの値に影響を与
える条件として、水中船４の針路、速力、深度の航走諸
元、ピッチ、ロール。
データとする映像処理において、データの値に影響を与
える条件として、水中船４の針路、速力、深度の航走諸
元、ピッチ、ロール。
ヨーの姿勢諸元があり、これらの諸元は通常一定として
運用されるが多くの理由で変動することが多い。従って
、映像処理にあたってはこれら諸元の変動量を常時補正
する必要があるので、映像処理器１７は各種センサから
これら航走諸元および姿勢諸元に関するセンサデータを
取得しつつ必要な補正を加える。
運用されるが多くの理由で変動することが多い。従って
、映像処理にあたってはこれら諸元の変動量を常時補正
する必要があるので、映像処理器１７は各種センサから
これら航走諸元および姿勢諸元に関するセンサデータを
取得しつつ必要な補正を加える。
こうして得られる表示器１８の各種データのうち、側方
観測ソーナー１によるＣＲＴ １８１のプロファイル映
像を第３図に示す。
観測ソーナー１によるＣＲＴ １８１のプロファイル映
像を第３図に示す。
第３図はＸ方向を経度、Ｘ方向を緯度で表わし、この座
標系で側方観測ソーナー１のファンビームによる側方走
査線１８１２を次次に表示すると、点線の円で示す２つ
の水中流氷１８１１が画かれる。本実施例では、こうし
て画かれるプロファイルを実感的にするため受信データ
の反転表示で映像化している。
標系で側方観測ソーナー１のファンビームによる側方走
査線１８１２を次次に表示すると、点線の円で示す２つ
の水中流氷１８１１が画かれる。本実施例では、こうし
て画かれるプロファイルを実感的にするため受信データ
の反転表示で映像化している。
次に、前方観測ソーナー２について説明する。
前方観測ソーナー２は、船首部に設けた送受波器２１、
送受波器２２の所定の送受波指向角を付与する整相器２
２．送受切替器２３．送信器２４゜受信器２５を備え、
前方の障害物を監視し、受信器２５の出力は側方観測ソ
ーナー１の映像処理器１７によって映像データに変換さ
れ、表示器１８のＣＲＴ１８１．ＸＹプロッタ１８３に
それぞれ所定の表示形式で表示されるとともにＭＴ１８
２に格納される。
送受波器２２の所定の送受波指向角を付与する整相器２
２．送受切替器２３．送信器２４゜受信器２５を備え、
前方の障害物を監視し、受信器２５の出力は側方観測ソ
ーナー１の映像処理器１７によって映像データに変換さ
れ、表示器１８のＣＲＴ１８１．ＸＹプロッタ１８３に
それぞれ所定の表示形式で表示されるとともにＭＴ１８
２に格納される。
また、上方観測ソーナー３は、放射面を垂直上向きにし
て配備した送受波器３１．整相器３２゜送受切替器３３
．送信器３４および受信器３５を備えて構成され、整相
器３２によって付与される所定の送受波指向角を有する
送受波ビームで上方を監視し、上方に流氷があるときは
これを表示器１８のＣＲＴＩ ８１．ＸＹプｐツタ１８
３にそれぞれ所定の表示形式で表示するとともにＭＴ
１８２に格納する。この場合、上方からのエコーが流氷
によるものであるか、あるいは航行船舶によるものであ
るかは、受信器３５の出力にスクリュー音、エンジン音
等の周期性雑音が含まれるか否かによって識別可能であ
り、受信器３５の出力を側方観測ソーナー１の表示器１
８の近傍に配置する周波数分析器１９に導いて監視する
。
て配備した送受波器３１．整相器３２゜送受切替器３３
．送信器３４および受信器３５を備えて構成され、整相
器３２によって付与される所定の送受波指向角を有する
送受波ビームで上方を監視し、上方に流氷があるときは
これを表示器１８のＣＲＴＩ ８１．ＸＹプｐツタ１８
３にそれぞれ所定の表示形式で表示するとともにＭＴ
１８２に格納する。この場合、上方からのエコーが流氷
によるものであるか、あるいは航行船舶によるものであ
るかは、受信器３５の出力にスクリュー音、エンジン音
等の周期性雑音が含まれるか否かによって識別可能であ
り、受信器３５の出力を側方観測ソーナー１の表示器１
８の近傍に配置する周波数分析器１９に導いて監視する
。
こうして側方、前方および上方の流氷を監視しつつ安全
な水中航行を確保することができる。
な水中航行を確保することができる。
以上説明した如く本発明は、水中航行体に側方、前方、
上方の３種の観測ソーナーを配備し、前方と上方を監視
しつつ側方観測ソーナーで流氷の水中形状プロファイル
をとることにより、水中航行体自体を含み水上船舶の安
全航行可否の判断が可能となり、またＶＬＦ通信の受信
の可否の判断も可能となるという効果がある。
上方の３種の観測ソーナーを配備し、前方と上方を監視
しつつ側方観測ソーナーで流氷の水中形状プロファイル
をとることにより、水中航行体自体を含み水上船舶の安
全航行可否の判断が可能となり、またＶＬＦ通信の受信
の可否の判断も可能となるという効果がある。
また、観測を定期的に実施することにより、流氷の流れ
、および形状に関する時間的変化が把握でき゛、対象海
域における安全航行確保に関する長期的対策を立て易い
という効果がある。
、および形状に関する時間的変化が把握でき゛、対象海
域における安全航行確保に関する長期的対策を立て易い
という効果がある。
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図の実施例における各観測ビームの説明図、第３図は第
１図の実施例によって取得した流氷水中形状のプロファ
イルの一例を示す記録図である。 １・・・・・・側方観測ソーナー、２・・・・・・前方
観測ソーナー、３・・・・・・上方観測ソーナー、４・
・・・・・潜水船、５・・・・・・側方観測ビーム、６
・・・・・・前方観測ビーム、７・・・・・・上方観測
ビーム、８・・・・・・流氷、９・・・・・・海表面、
１１ ａ、 １ ｌ ｂ、 ２１．３１−送受波器、１
２ ａ、 １２ ｂ、 ２２．３２−−整相器、１３゜
２３．３３・・・・・・送受切替器、１４，２４，３４
・・・・・・送信器、１５，２５，３５・・・・・・受
信器、１６・・・・・・制御器、１７・・・・・・映像
処理器、１８・・・・・・表示器、１９・・・・・・周
波数分析器、５１・・・・・・音響ファンビーム、１８
１・・・・・・ＣＲＴ、１８２・・・・・・ＭＴ％１８
３・・・・・・ＸＹプロッタ、１８１１・・・・・・水
中流氷。 代理人 弁理士 内 原 音 ４−−−−ジ沓水＊ひ ｊ −−−一一側万徊し則ビーム ６−−−−−＠方省屯夏ソビ′−ム ７ −−−−−ヱ方坂瓢渭ｌビーム ８−一一一沸ジに ７−−−一塙表葡 Ｓ／ −−−−−ファしビーム 第２ 図
図の実施例における各観測ビームの説明図、第３図は第
１図の実施例によって取得した流氷水中形状のプロファ
イルの一例を示す記録図である。 １・・・・・・側方観測ソーナー、２・・・・・・前方
観測ソーナー、３・・・・・・上方観測ソーナー、４・
・・・・・潜水船、５・・・・・・側方観測ビーム、６
・・・・・・前方観測ビーム、７・・・・・・上方観測
ビーム、８・・・・・・流氷、９・・・・・・海表面、
１１ ａ、 １ ｌ ｂ、 ２１．３１−送受波器、１
２ ａ、 １２ ｂ、 ２２．３２−−整相器、１３゜
２３．３３・・・・・・送受切替器、１４，２４，３４
・・・・・・送信器、１５，２５，３５・・・・・・受
信器、１６・・・・・・制御器、１７・・・・・・映像
処理器、１８・・・・・・表示器、１９・・・・・・周
波数分析器、５１・・・・・・音響ファンビーム、１８
１・・・・・・ＣＲＴ、１８２・・・・・・ＭＴ％１８
３・・・・・・ＸＹプロッタ、１８１１・・・・・・水
中流氷。 代理人 弁理士 内 原 音 ４−−−−ジ沓水＊ひ ｊ −−−一一側万徊し則ビーム ６−−−−−＠方省屯夏ソビ′−ム ７ −−−−−ヱ方坂瓢渭ｌビーム ８−一一一沸ジに ７−−−一塙表葡 Ｓ／ −−−−−ファしビーム 第２ 図
Claims (1)
- 水中を航行する潜水船等の水中航行体の進行方向に対し
て左右直上方向からそれぞれ直角方向かつ所定の範囲に
わたって音響ファンビーム（ｆａｎｂｅａｍ）を走査し
つつ側方を観測する側方観測手段と、前記進行方向に音
響ビームを送出して前方を観測する前方観測手段と、垂
直上方に音響ビームを送出して上方を観測するとともに
海上を航行する船舶を発生雑音を含んで捕捉する上方観
測手段とを備えて流氷の水中形状を観測することを特徴
とする流氷水中形状観測方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164347A JPH0213877A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 流氷水中形状観測方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164347A JPH0213877A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 流氷水中形状観測方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0213877A true JPH0213877A (ja) | 1990-01-18 |
Family
ID=15791440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63164347A Pending JPH0213877A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 流氷水中形状観測方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0213877A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140087705A (ko) * | 2012-12-31 | 2014-07-09 | 대우조선해양 주식회사 | 유빙 하중 예측 장치를 구비한 동적 위치 유지 시스템 및 그의 유빙 하중 예측 방법 |
| JP2015217882A (ja) * | 2014-05-20 | 2015-12-07 | 株式会社Ihi | 水中航走体の浮上位置選定方法及び装置 |
| JP2016536604A (ja) * | 2013-09-13 | 2016-11-24 | タレス | 係維機雷などの中性浮力を有する水中物体を探知し及びその位置を特定するためのシステム及び関連する方法 |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP63164347A patent/JPH0213877A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140087705A (ko) * | 2012-12-31 | 2014-07-09 | 대우조선해양 주식회사 | 유빙 하중 예측 장치를 구비한 동적 위치 유지 시스템 및 그의 유빙 하중 예측 방법 |
| JP2016536604A (ja) * | 2013-09-13 | 2016-11-24 | タレス | 係維機雷などの中性浮力を有する水中物体を探知し及びその位置を特定するためのシステム及び関連する方法 |
| US10353059B2 (en) | 2013-09-13 | 2019-07-16 | Thales | System for detecting and locating submerged objects having neutral buoyancy such as moored mines and associated method |
| JP2015217882A (ja) * | 2014-05-20 | 2015-12-07 | 株式会社Ihi | 水中航走体の浮上位置選定方法及び装置 |
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