JPH0266486A - 水中航走体の速度測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水中航走体の速度測定装置に関し、特Ｋ１１ｌ
−響センサーを搭載し、海中を自刃航走して目標を追尾
する水中航走体の追尾航走に必要な自己の速度を計測出
力する水中航走体の速度計測装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の水中航走体の速度計測装置は、水中航走
体のスクリーー回転数から速度を求めている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の水中航走体の速度測定装置は、スクリュ
ーの回転数から速度を計算するので、潮流との相対速度
しか求まらず、従って潮流の影響が加味された実際の速
度が得られず、これを利用して行なう水中航走体の追尾
航走における位置決定に誤差を序なうという欠点がある
。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、潮流の影響を加
味した実際の速度を測定しうる水中航走体の速度測定装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の水中航走体の速度測定装置は、海中を自刃航走
する水中航走体に搭載し自己の速度情報を取得する水中
航走体の速度測定装置において、前記水中航走体の深度
および進路ならびに水面に対する進行方向の傾斜角に関
するデータを取得するセンサー部と、前記水中航走体の
進行方向に対して所定の指向性の音響パルスを発射し海
面残響を含む海中からの反響音を受信する音響センサー
部と、前記音響センサー部で受信した海面残響の周波数
を分析する周波数分析器と、前記周波数分析器による分
析結果から前記音響センサー部から発射する音響パルス
の発射周波数のドプラ周波数を計算するドプラ周波数計
算器と、前記セン丈−部の取得する深度および進路なら
びに傾斜角に関するデータと前記ドプラ周波数計算器の
出力するドプラ周波数にもとづいて前記水中航走体の速
度を計算する速度計算器とを備えて構成される。

〔実施例〕

次に、図面を参照し℃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図であシ、水中航走体
のｌ！ｌｔおよび進路ならびに水面に対する進行方向の
傾斜角に関するデータを取得するセンサー都１．水申航
走体の進行方向に対して所定の指向性の音響パルスを発
射し海面残響を含む海中からの反響音を受信する音響セ
ンサー部２．音響七ン丈一部２で受信した海面残響の周
波数を分析する周波数分析器３０周波数分析器３による
分析結果から音響センサー部２から発射する音響パルス
の発射周波数のドプラ周波数を計算するドプラ周波数計
算器４．およびセンサー部１の取得する深度および進路
ならびに傾斜角に関するデータとドプラ周波数計算器４
の出力するドブ２周波数にもとすいて水中航走体の速度
を計算する速度計算器５を備えて構成される。

また、センサー部１は、深度センｔ−１１．進路七ンブ
ー１２．傾斜角センナ−１３を備えてそれぞれ深度、進
路、＃を斜角データを出力する。

音響センブ一部２は、海中に対して音響パルスを送出し
、またその反響音を受波する送受波器２１と、送受波器
２１を介して送受波される送受信信号の発生および受信
処理を行なう送受信機２２を備えて構成され、この音響
センサー部２は、水中航走体が目標追尾用として配備す
る音響誘導装置を利用している。

次に、第１図の実施例の動作について説明する。

センサー部１の深度センサー１１は深度データ１１・ｌ
を、またジャイロ等を利用する進路センチ−１２と傾斜
角センナ−１３からはそれぞれ進路データ１２１と傾斜
角データ１３１が出力され速度計算器５に供給される。

音響センサー部２は、送受信器２２から出力される送信
出力を送受波器２１から音響パルスとして水中航走体の
航走方向の前方に発射する。送受波器２１１は、水中航
走体の頭部に配設され、発射された音響パルスは、海中
の目標を含み、海底。

海中および海面からの反響もそれぞれ海底残響。

海中残響および海面残響として受波し、このうち海面残
響を利用して水中航走体の速度を潮流の影曽を含んで測
定するのが本発明の特徴とするところであり、いわば海
面の反響を利用してドグラソーナーとしての機能を確保
するものである。

Ｍ２図は水中航走体による海面残響の捕捉伏況を示す説
明図である。

水中航走体１０は、航走方向りの海中を深［ｈ。

速度Ｖで航走しているものとする。この水中航走体１０
０頭部から発射されたｔ＃パルスは、海面Ｗからの反射
としての海面残＃Ｒを発生せしめ航走方向りとは海面残
響入射角θで送受波器２１に捕捉される。

この海面残響Ｒは、音響パルス送出後、次の（１）式の
ＴＡＭＰ後に捕捉され、送受信器２２はこのＴ　ＳＭＰ
後に海面残響入力のためのサンプリングを開始する。

・・・・・・・・・　（１） （１）式において、ｈは水中航走体１０の画表で深度セ
ンサー１１から提供され、δは送波ビーム俯角で後述す
る速度計算器５から提供され、Ｃは海中音速である。（
１）式の意味するところは、海面残響の伝搬距離が２　
ｈ　ａ　ｓｅｃδで心シ、従つ℃その伝搬時間がＴＳＭ
Ｐとなるということである。この場合、深度りは通常、
水中航走体１０の点心位置で示すが、水中航走体１０の
大きさは運用深度に比して充分小さく、従って第２図の
場合では送受波器２１を配設する頭部の栗反と略同じと
見なして差支えない。

さて、音響パルス送彼後、このＴ　ＳＭＰ後に海面残響
を入力するためのサンプリングを開始し、音響パルス幅
に対応する時間経過後にサンプリングを終了し海面残響
を入力する。音響パルス送波後、ＴＳＭＰまでの時間水
中航走体１０はその位置を７フトするが、これによるＴ
ＳＭＰの影響は、水中航走体１０の姿勢データにもとづ
き送受信機２２の受信系内蔵のグログラムによって適宜
補正される。

海面残響は海中残響に比して十分大きい反射エネルギー
を有し、かくして捕捉された海面残響信号２２は次に周
波数分析器３に供給される。

周波数分析器３は、入力した海面残響信号を高速フーリ
エ変換等によって周波数分析し、その分析結果をドプラ
周波数計算器４に供給する。

ドプラ周波数計算器４は、入力した周波数分析結果から
送波音響パルスの周波数との差にもとづいて海面残響信
号のドプラ周波数を計算し、このドプラ周波数データ４
０１を速度計算器５に供給するＯ 速度計算器５は、深度データ１１１．進路データ１２１
．傾斜角データ１３１およびドプラ周波数データ４０１
にもとづいて水中航走体１０の速度Ｖを次の（２）式に
よって求める。

・−・・・・・・・　（２） （２）式においてＶは水中航走体の速度、ｆｄはドプラ
周波数、ｆｏは送波音響パルスの周波数、δは送波ビー
ム俯角である。δは深度データ１１１゜進路データ１１
２および傾斜角データ１１３にもとづいて時時刻刻算出
して提供され、このδはまた、前述した送受信器２２に
も提供される。

こうして、海ＷＪ残響を木υ用して水中航走体の速度を
計１１１１１でき、しかも、こうして得られる速度は水
中航走体に対する潮流の影響も加味された絶対速度が得
られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は海面残響を周波数分析し、
これと水中航走体の運用姿勢データにもとづき、潮流の
影響を含んだ水中航走体の絶対速度を求めることができ
るという効果がある。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
水中航走体による海面残響の捕捉状況を示す説明図であ
る。

１・・・・・・センサー部、２・・・・・・音響センサ
ー部、３・・・・・・周波数分析器、４・・−・・・ド
プラ周波数計算器、５・・・・・・速度計算器、１１・
・・・・・深度センサー　１２・・・・・・進路１ノ丈
−１３・・・・・・傾斜角センサー、２１・・・・・・
送受波器、２２・・・・・・送受信器。

代理人　弁理士　　内　原　　　晋

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 海中を自刃航走する水中航走体に搭載し自己の速度情報
   を取得する水中航走体の速度測定装置において、 前記水中航走体の深度および進路ならびに水面に対する
   進行方向の傾斜角に関するデータを取得するセンサー部
   と、 前記水中航走体の進行方向に対して所定の指向性の音響
   パルスを発射し海面残響を含む海中からの反響音を受信
   する音響センサー部と、 前記音響センサー部で受信した海面残響の周波数を分析
   する周波数分析器と、 前記周波数分析器による分析結果から前記音響センサー
   部から発射する音響パルスの発射周波数のドプラ周波数
   を計算するドプラ周波数計算器と、前記センサー部の取
   得する深度および進路ならびに傾斜角に関するデータと
   前記ドプラ周波数計算器の出力するドプラ周波数にもと
   づいて前記水中航走体の速度を計算する速度計算器と、 を備えて成ることを特徴とする水中航走体の速度測定装
   置。