JPH0337145B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、水中に発射した超音波の、水底エコ
ー信号を受信して、該水底エコー信号からドツプ
ラシフト周波数を検出して船速を求める船速測定
装置に関する。

［従来の技術］ この種の船速測定装置にあつては、他の水中散
乱物からのエコー、魚群からのエコーおよび雑音
と区別して選出し、その海底（海に限らないが、
説明の便宜上、海としておく。）エコー信号のド
ツプラシフト周波数を測定する必要がある。

従来、このための手段として、近距離の散乱エ
コーに対しては、STC（近距離感度制御）をかけ
て、近距離での受信器の利得を落とし、また、海
底予測追尾ゲートをかけたりするものがある。さ
らに、海底エコーが送信パルス幅と同じかまたは
それより長いことから、送信パルス幅より短い音
響的または電気的雑音をパルス幅弁別回路で除去
する手段がある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記海底予測追尾ゲートをかけ
る方式では、海底の地形変化が比較的緩やかな場
合には対応し得るが、海底が急傾斜面である場合
には、反射波の帰着時間が大きく変化することと
なり、対応しきれなくなるという問題があつた。

また、この問題は、船速とも関係し、船速が大
きいと、反射波の帰着時間の変化も大きくなるこ
とになる。そのため、従来の海底追尾方式では、
船速が速い場合には追尾しきれないという問題が
あつた。

一方、上記パルス幅弁別回路は、従来、ドツプ
ラシフト検出回路とは別個独立の回路として設け
られていた。そのため、パルス幅弁別回路を設け
て、上記した手段により雑音除去を行なうと、船
速測定装置の回路構成が複雑化するという欠点が
あつた。

本発明は、上記問題点を解決すべくなされたも
ので、その第１の目的は、水底の傾斜および船速
に応じて追尾ゲートの幅が選定され、水底の急激
な地形変化および船速変化にも対応でき、確実に
水底を追尾できる船速測定装置を提供することに
ある。

また、本発明の第２の目的は、パルス幅弁別機
能を内部に組み込んで回路を簡素化して、ドツプ
ラシフト周波数を検出すると同時に、水底エコー
信号のパルス幅弁別を行ない、検出されたドツプ
ラシフト周波数が有効か否かを判別することがで
きる船速測定装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、水中に発射した超音波の、水底エコ
ー信号を受信して、該水底エコー信号からドツプ
ラシフト周波数を検出して船舶を求める船速測定
装置において、上記問題点解決手段として、 水底エコー信号エンベロープのパルス幅内で、
該水底エコー信号の波数と基準クロツク信号の波
数とを各々計数し、それぞれ予め設定した計数値
に達したとき、各々計数終了信号を出力すると共
に、両者の計数終了時間差を検出してドツプラシ
フトを検出するドツプラシフト検出手段と、 上記各計数終了信号の出力を監視し、一定のサ
ンプリング周期内で各計数終了信号が出力された
とき、当該水底エコー信号が正常なパルス幅であ
る旨判定し、正常判定信号を出力するパルス幅弁
別手段と、 超音波送信から水底エコー信号受信までの時間
を計数して、測定深度を検出する測深手段と、 上記正常判定信号が出力された時、上記ドツプ
ラシフトから船速を算出すると共に、該船速の函
数として、進行方向には、浅い方に短く、深い方
に長く、進行方向と反対の方向には、浅い方に長
く、深い方に短くなるように追尾ゲート幅を算定
し、かつ、該追尾ゲート幅と上記検出した深度と
から、次の送信開始後の追尾ゲート開始タイミン
グと該ゲート終了タイミングとを算定する演算手
段と、 上記算定された追尾ゲート開始タイミングと該
ゲート終了タイミングとから追尾ゲートを設定す
る追尾ゲート設定手段とを備えて構成されること
を特徴とする。

［作用］ 上記のように構成される本発明は、船速と水底
の傾斜とに合せて適切な追尾ゲートを設定する機
能と、追尾ゲート内に表れる、比較的短い幅のパ
ルス性のノイズを除去する機能とを備えている。

先ず、追尾ゲートを設定する機能の作用につい
て第１図〜第４図を参照して説明する。なお、第
１図は船舶前方の超音波の伝播経路に対する船舶
の移動と海底の傾斜の影響を示す説明図、第２図
は送信から受信までの所要時間と追尾ゲートの関
係を示す波形図、第３図は海底の傾斜角とT_R／
T_Lとの関係を示すグラフ、第４図は船舶後方の
超音波の伝播経路に対する船舶の移動と海底の傾
斜の影響を示す説明図である。

第１図において、船が海面上をS₁〜S₂に移動し
ているものとする。先ず、S₁の位置において、送
受波器（図示せず）から俯角θにて船の前方（進
行方向）に超音波を放射すると、海底Ａまでの到
達距離をR₁とすれば、海底エコーが受信される
までの時間Ｔは、水中の音速をρとして、Ｔ＝
2R₁／ρである。

次に、船が、前進してS₂に達した時、海底の地
形が、傾斜角φにより、ＣまたはC′のように変化
していると仮定する。この場合、S₂からの距離
R₂は、R₁−、または、R₁＋′となる。ここ
で、第２図に示す、送信から受信までの所要時間
T₁を基準としてゲート幅の前（浅い方）側T_Lを、
T_L＝２／ｃとし、後（深い方）側T_Rを、T_R
＝２′／ｃとすると、両者の比T_R／T_Lは、次
式で与えられる。

T_R／T_L＝２′／ρ・ρ／2BC＝／BC ＝sinφ／sin（θ−φ）・sin（θ＋φ）／ABs
inφ ＝sin（θ＋φ）／sin（θ−φ） 今、θ＝60゜とすると、上記T_R／T_Lは、次のよ
うになる。

T_R／T_L＝sin（60＋φ）／sin（60−φ） 第３図において、0゜以外では、この比は、
（T_R／T_L）＞１となつている。従つて、送信から
受信までの時間を計数して、測定深度を検出し、
上記検出した深度を基準として、進行方向には、
浅い方に短く、深い方に長くなるように非対称に
ゲート幅を設定することにより、海底の傾斜に対
応可能となる。

一方、上記の場合において、船の後方（進行方
向と反対の向き）に俯倅角θにて超音波が放射さ
れると、第４図に示すようになる。第１図と第４
図とを幾何学的に比較すれば明らかなように、第
４図の場合、上記T_RとT_Lの関係がT_R＜T_Lとな
る。従つて、進行方向と反対の向きについては、
浅い方に長く、深い方に短くなるように非対称に
追尾ゲート幅を設定することにより、海底の傾斜
に対応可能となる。

次に、パルス性のノイズを除去する機能の作用
について説明する。

上記構成において、ドツプラシフト検出手段
は、海底エコー信号エンベロープのパルス幅内
で、該海底エコー信号の波数と基準クロツク信号
の波数とを各々予め設定した目標数まで計数する
ことにより、ドツプラシフトを両者の計数終了の
時間差に変換し、この時間差に、基準クロツクを
当て嵌めてドツプラシフト周波数を検出する。

また、上記ドツプラシフト検出手段は、海底エ
コー信号エンベロープが入力している間のみ計数
動作を行なう。そのため、上記目標数を、正常な
海底エコー信号エンベロープの幅に対応するよう
に設定しておけば、正常な海底エコーが入力して
いる場合には、一定のサンプリングの周期内に、
上海水底エコー信号の波数と基準クロツク信号の
波数の計数が共に目標数まで達して終了し、ドツ
プラシフト検出手段は、計数終了信号を出力す
る。一方、入力したエコー信号のパルス幅が海底
エコーの幅より短い場合、上記海底エコー信号の
波数と基準クロツク信号の波数の計数が目標数ま
で達せず、計数終了信号を出力しない。

パルス幅弁別手段は、上記計数終了信号の有無
により、当該エコー信号が正常な海底エコー信号
であるか否か判定する。

このように本発明によれば、ドツプラシフト検
出手段に付設したパルス幅弁別手段により、パル
ス性のノイズの除去を行なうことができ、回路構
成が簡素化される。

［実施例］ 本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

＜第１実施例の構成＞ 第５図に本発明船速測定装置の第１実施例の構
成を示す。

第５図に示すように、本発明の第１実施例であ
る船速測定装置は、送信周波数およびパルス繰返
周波数を発生する原発振器１１と、STC発生器
１２と、上記原発振器１１からパルス繰返周波数
に対応して間欠的に出力される送信周波数信号を
増幅して励振電流を形成する送信器１３と、該送
信器１３からの励振電流により超音波を海中の船
舶の前方向および後方向に一定の俯角で各々放射
すると共に、反射波を受波する前方向送受波器１
４および後方向送受波器１５と、前方向受波器１
４および後方向送受波器１５についての励振電流
と受信信号との切替を行なう送受切替器１６，１
７と、受信波を増幅する受信器１８，１９とを備
えている。

また、この船速測定装置は、受信した海底エコ
ー信号周波数からドツプラシフト周波数を検出す
るドツプラシフト検出手段２０，２１と、ドツプ
ラシフト検出手段２０，２１の各々に付設され
て、パルス幅弁別手段を構成するアンドゲート回
路３８，３９と、上記受信信号を検波して海底エ
コー信号エンベロープを検出する検波回路２２，
２３と、上記海底エコーエンベロープのうち予め
予測した位置にあるもののみを受け入れる追尾ゲ
ートを構成するアンドゲート回路２４，２５と上
記アンドゲート回路２４，２５に各々ゲート信号
を送る前方向追尾ゲート設定手段２６および後方
向追尾ゲート設定手段２７とを備えている。

さらに、この船速測定装置は、上記原発振器１
１から出力されるパルス繰返周波数信号の前縁を
スタート信号とし、パルス幅弁別手段をストツプ
信号として、海底の深度を計測する測深手段２
８，２９と、上記ドツプラシフト検出手段２０，
２１からのドツプラシフト周波数データおよびパ
ルス幅弁別信号により船速Ｖを算出すると共に、
該船速情報および上記測深手段２８，２９からの
深度情報により次の計測における追尾ゲート位置
および幅を算出し、前方向追尾ゲート設定手段２
６および後方向追尾ゲート設定手段２７に送る演
算手段３０と、上記演算手段３０にて求められた
船速情報を表示する表示器３１とを備えている。

本実施例の特徴的機能の一つである追尾ゲート
について、第６図を参照してさらに詳細に説明す
る。なお、超音波の送受および信号の処理は、船
舶の前方向用と後方向用の２系統あるが、両者の
構成が同一であるので、説明を簡単にするため、
前方向用の系についてのみ説明する。

追尾ゲート設定手段２６は、カウンタ４３およ
び４４を有してなり、カウンタ４３には、上記高
周波信号の間欠的出力のタイミングを設定するパ
ルス繰返周波数の前縁と同期した送信トリガが原
発振器１１から送られる。カウンタ４３，４４
は、共にプリセツトカウンタからなり、前者には
上記追尾ゲート開始信号T₁−T_Fがプリセツトさ
れ、後者には上記終了信号T_F＋T_Bがプリセツト
され、両者により、追尾ゲート信号が形成され
る。

測深手段２８は、フリツプフロツプ４５および
カウンタ４６を有してなり、フリツプフロツプ４
５には、上記送信トリガが原発振器１１から送ら
れる。カウンタ４６は、上記フリツプフロツプ４
５の設定する測深ゲートによりセツトされ、基準
クロツクを計数する。

検波回路２２は、海底エコー信号を検波して、
そのエンベロープを取り出し、アンドゲート回路
２４に送る。

ドツプラシフト検出手段２０は、アンドゲート
回路２４を通過した海底エコー信号エンベロープ
を受けて、上記海底エコー信号周波数からドツプ
ラシフトを検出する。なお、ドツプラシフト検出
手段２０の構成については後述する。

演算手段３０は、例えば、演算を行なうマイク
ロプロセツサ、該マイクロプロセツサの動作プロ
グラムおよび計算に必要な係数K_F、K_Bを記憶す
るROM（リードオンメモリ）、演算作業に必要な
記憶領域を用意するRAM（ランダムアクセスメ
モリ）とを備えて構成される。この演算手段３０
は、上記ドツプラシフト検出手段２０からのドツ
プラシフト周波数により船速Ｖを算出し、該船速
Ｖと深度T₁とから追尾ゲートの開始信号T₁−T_F
と、終了信号T_F＋T_Bとを算定する。なお、本実
施例では、船舶の進行方向に超音波を放射する場
合を例としているので係数K_F、K_Bは、その大小
関係が、K_F＜K_Bとなるように設定してある。

アンドゲート回路２４は、反転して入力される
上記追尾ゲート信号によりゲートの開閉が制御さ
れ、該追尾ゲート信号がロウレベルの時、受信器
１８からの海底エコー信号エンベロープを受け入
れる構成となつている。

次に、本実施例の他の特徴的機能であるパルス
幅弁別手段と、これを付設しているドツプラシフ
ト検出手段２０の構成について、第８図を参照し
て説明する。

第８図において、本実施例のドツプラシフト検
出手段２０は、上記海底エコー信号の波数計数用
の第１の計数手段を構成するＤフリツプフロツプ
回路３２およびカウンタ３３と、基準クロツク計
数用の第２の計数手段を構成するＤフリツプフロ
ツプ回路３４およびカウンタ３５と、上記ドツプ
ラシフト検出手段２０を構成する排他オアゲート
回路３６およびアンドゲート回路３７とを備え、
さらに、上記パルス幅弁別手段を構成するアンド
ゲート回路３８が接続されている。

上記Ｄフリツプフロツプ回路３２および３４の
Ｄ端子には、海底エコー信号エンベロープが入力
されると共に、クロツク端子Ckには、海底エコ
ー信号周波数が入力される。また、前者のリセツ
ト端子には、カウンタ３３のＱ端子出力が、一
方、後者のリセツト端子には、カウンタ３５のＱ
端子出力が入力され、それぞれ対応するカウンタ
３３，３５のＱ端子のハイレベル出力によりリセ
ツトされる。

また、上記Ｄフリツプフロツプ回路３２および
３４のＱ端子出力は、それぞれ対応するカウンタ
３３，３５のイネーブル端子Ｅに入力されると共
に、排他オアゲート回路３６に入力される。この
排他オアゲート回路３６の出力は基準高周波クロ
ツクパルスと共にアンドゲート回路３７に入力さ
れる。

カウンタ３３のクロツク端子Ckには、上記海
底周波数信号が入力され、一方、カウンタ３５の
クロツク端子Ckには、上記基準高周波クロツク
パルスが入力される。これらのカウンタ３３，３
５のＱ端子出力は、共にアンドゲート回路３８に
入力される。

＜第１実施例の作用＞ 上記のように構成される本実施例追尾装置は、
次のように作用する。この作用について、上記各
図と、第６図、第７図および第９図とを参照して
説明する。

なお、本実施例の船速測定装置には、前方用の
系と後方用の系とが設けてあるが、両者の作用は
基本的には同一であるので、ここでは、前方用の
系についてのみ説明する。

原発振器１１からパルス繰返周波数に応じて間
欠的に出力される励振信号が、送信器１３にて増
幅され、送受切替器１６にて切替られて前方向送
受波器１４に送られ、ここで、超音波に変換され
て、一定の俯角を以つて船舶前方の海中に放射さ
れる。この時、送信トリガがフリツプフロツプ回
路４５とカウンタ４３とに送られる。フリツプフ
ロツプ回路４５は、これを受けてセツト状態とな
り、測深ゲートT_Gを出力して、カウンタ４６の
計数を起動する。カウンタ４６は、クロツク信号
の計数を開始する。同様に、カウンタ４３は、送
信トリガを受けて、クロツク信号の計数を開始す
る。

一方、前方向送受波器１４には、海中から反射
エコーが入力し、該エコーは、海底エコー信号と
して電気信号に変換される。この海底エコー信号
は、送受切替器１６を経て受信器１８にて増幅さ
れ、ドツプラシフト検出手段２０および検波回路
２２に入力される。検波回路２２では、この海底
エコー信号からエンペロープを取出し、アンドゲ
ート回路２４を経てドツプラシフト検出手段２０
に送る。

ここで、アンドゲート回路２４は、前回の計測
により深度および速度情報に基づいて前方向追尾
ゲート設定手段２６にて形成される予測追尾ゲー
ト信号により、そのゲートの開閉制御がなされれ
る。即ち、アンドゲート回路２４では、追尾ゲー
ト信号がロウレベルであると、反転されてハイレ
ベル信号として入力されるので、この間に入力す
るハイレベル信号は、ドツプラシフト検出手段２
０とフリツプフロツプ回路４５とに出力される。
そのため、海底エコー信号エンベロープが、この
予測追尾ゲート信号の入力している時間内に入力
した場合に正常な海底反射信号と判定され、上記
ドツプラシフト検出手段２０に入力が可能とな
る。このドツプラシフト検出手段２０では、後述
するような動作により、ドツプラシフト周波数お
よびパルス幅弁別信号とが出力される。

一方、測深手段２８では、上述したように、原
発振器１１からのパルス繰返周波数信号の前縁を
スタート信号としてフリツプフロツプ回路４５が
セツトされ、測深ゲーナT_Gを出力すると、測深
手段２８のカウンタ４６は、計数を開始し、上記
ドツプラシフト検出手段２０のパルス幅弁別信号
の入力によりフリツプフロツプ４５がリセツトさ
れると、測深ゲート信号T_Gが終了して、計数を
停止する。この時のカウンタ４６の計数値は、単
位距離に相当するクロツク信号を計数しているの
で、深度T₁となる。

演算手段３０は、パルス幅弁別信号を受ける
と、ドツプラシフト周波数から船速Ｖを算出し、
該船速Ｖと、予め記憶している係数K_F、K_Bとか
ら、次式により、追尾ゲートのゲート幅前側の
T_Fと、後側T_Bとを求める。

T_F＝K_FＶ T_B＝K_BＶ この後、演算手段３０は、カウンタ４６から出
力される深度T₁と上記T_FおよびT_Bとから、追尾
ゲートの開始信号T₁−T_Fと、終了信号T_F＋T_Bと
を算出する。これらの開始信号T₁−T_Fと終了信
号T_F＋T_Bとは、次の送信周期で使用され、次の
送信を行なう前に、開始信号T₁−T_Fはカウンタ
４３にプリセツトされ、終了信号T_F＋T_Bはカウ
ンタ４４にプリセツトされる。

この状態で、原発振器１１から次の送信トリガ
が出力されると、上記フリツプフロツプ回路４５
がセツトされて、測深ゲートTGを開始させる。
この測深ゲートTGによりセツトされ、基準クロ
ツクを計数する。なお、本実施例では、基準クロ
ツクとして750Hzのクロツクパルスを使用してい
る。

また、上記送信トリガにより、カウンタ４３が
起動され、プリセツトされた開始信号T₁−T_Fの
値から、上記と同じ750Hzのクロツク信号により
ダウンカウントする。ついで、該カウンタ４３の
計数値が０になると、その出力により、カウンタ
４４が起動され、プリセツトされた終了信号T_F
＋T_Bの値から、上記と共通のクロツク信号によ
りダウンカウントする。そして、該カウンタ４４
の計数値が０になると、計数は終了し、上記カウ
ンタ４３，４４の計数期間中のロウレベル領域が
追尾ゲート信号となる。

この追尾ゲート信号は、反転されてアンドゲー
ト回路２４に入力される。これによつて、今回の
追尾ゲートが設定される。

本実施例では、船舶の進行方向に超音波を放射
する場合について説明しているので、係数K_F、
K_Bは、その大小関係が、K_F＜K_Bとなるように設
定してある。そのため、T_F＜T_Bとなり、追尾ゲ
ート幅は、検出した深度T₁を基準として、浅い
方に短く、深い方に長くなる。ここで、T_Fは前
回の計測深度T₁より浅い場合のゲートとして機
能し、T_Bは深い場合のゲートとして機能する。

なお、船舶の進行方向と反対の方向に超音波を
放射する場合には、係数K_F、K_Bの大小関係を、
K_F＞K_Bとなるように設定する。そのため、T_FF＞
T_Bとなり、追尾ゲート幅は、上記検出した深度
T₁を基準として、浅い方に長く、深い方に短く
なる。

次に、上記パルス幅弁別手段の作用について、
ドツプラシフト検出手段の作用と共に説明する。

Ｄフリツプフロツプ回路３２，３４のＤ端子に
は、上記アンドゲート回路２４を通過した海底エ
コー信号エンベロープが入力され、また、クロツ
ク端子Ckには、受信器１８からの海底エコー信
号が入力される。これにより、両者のＱ端子がハ
イレベルとなり、これが、各々対応するカウンタ
３３，３５のイネーブル端子に入力されて、カウ
ンタ３３は海底エコー信号の波数を計数し、ま
た、カウンタ３５は基準高周波クロツクパルスを
計数する。なお、カウンタ３３，３５は、計数に
先立ち、海底エコー信号エンベロープの前縁にて
リセツトされる。

本実施例では、両カウンタ３３，３５には、リ
セツト後に、予め同数の値がプリセツトされ、ダ
ウンカウントにより計数を行なう。

ここで、船舶が前進していれば、反射エコーが
ドツプラシフトを受け、海底エコー信号の周波数
が高くなるので、同一波数からなるバースト波パ
ルスの幅が短くなる。従つて、第９図Ａに示すよ
うに、カウンタ３３の計数が、先に所定計数値に
達することとなる。その結果、該カウンタ３３の
Ｑ端子出力がハイレベルとなる。

これを受けて、上記Ｄフリツプフロツプ回路３
２がリセツトされ、そのＱ端子出力がロウレベル
に転じることとなる。そのため、カウンタ３３の
イネーブル端子Ｅにロウレベルが入力され、計数
を停止する。一方、排他オアゲート回路３６で
は、Ｄフリツプフロツプ回路３２の出力がロウレ
ベルであり、Ｄフリツプフロツプ回路３４の出力
がまだハイレベルであるため、その出力がハイレ
ベルとなる。

そこで、アンドゲート回路３７では、排他オア
ゲート回路３６のハイレベル出力の間、基準高周
波クロツクパルスを通過させる。

この後、カウンタ３５が所定値まで計数する
と、そのＱ端子出力がハイレベルとなつて、Ｄフ
リツプフロツプ回路３４がリセツトされ、上記と
同様に、カウンタ３５の計数が停止されると共
に、排他オアゲート回路３６にロウレベルが入力
される。その結果、該排他オアゲート回路３６の
出力がロウレベルに転じることとなる。

そのため、アンドゲート回路３７では、基準高
周波クロツクパルスの通過を停止する。このアン
ドゲート回路３７における基準高周波クロツクパ
ルスの通過時間は、上記カウンタ３３，３５の計
数終了時間差に対応する。従つて、このアンドゲ
ート回路３７を通過した基準高周波クロツクパル
スの波数がドツプラシフトに相当することとな
る。

上記カウンタ３３，３５が共に計数を終了する
と、アンドゲート回路３８の出力がハイレベルと
なり、パルス幅弁別信号を出力する。このパルス
幅弁別信号は、上記したように、演算手段３０に
送られて、船速等の算出の起動信号となり、ま
た、測深手段２８にストツプ信号として送られ
て、該測深手段２８の計数動作を停止させる。

なお、船舶が後進している場合には、上記カウ
ンタ３３，３５の計数終了の順序が上記した場合
と逆になる。

ところで、受信信号のエンベロープが、上記カ
ウンタ３３，３５の計数時間に比して短い場合に
は、第９図Ｂに示すように、カウンタ３３，３５
の計数終了前に、Ｄフリツプフロツプ回路３２，
３４のＤ端子入力がロウレベルになり、計数が途
中で停止する。この場合には、排他オアゲート回
路３６およびアンドゲート回路３７からは、ドツ
プラシフトに相当するパルスが出力されず、スパ
イク状の過渡的なパルスのみが出力される。この
過渡的なパルスは、アンドゲート回路３８からの
パルス幅弁別信号がロウレベルのままであるた
め、後段の回路には受け付けられない。従つて、
これらの受信信号は、雑音として除去される。

このように、本実施例によれば、正常なパルス
幅に満たない受信信号は、信号として受け入れら
れず、正常なパルス幅の信号のみからドツプラシ
フト周波数を検出することができる。

また、本実施例では、海底予測追尾ゲートを設
定しているので、主としてこの追尾ゲート内にあ
る雑音が本実施例のパルス幅弁別機能により除去
されることとなる。

＜第２実施例＞ 第１０図に本発明の第２実施例の特徴部分であ
るドツプラシフト検出手段の構成を示す。

同図に示す実施例は、上記第１実施例の改良で
あつて、リセツト信号発生回路４０を付加したも
のであり、他の構成はすべて上記第１実施例のも
のと同じである。そこで、相違点について説明す
る。

リセツト信号発生回路４０は、モノステーブル
マルチバイブレータ４１と、アンドゲート回路４
２とを有して構成される。

モノステーブルマルチバイブレータ４１は、海
底エコー信号エンベロープの前縁にてトリガさ
れ、そのＱ端子からリセツト信号パルスを出力す
る。また、アンドゲート回路４２では、端子出
力と海底エコー信号エンベロープとの論理積がと
られ、この出力がＤフリツプフロツプ回路３２，
３４のＤ端子に入力される。これにより、カウン
タ３３，３５のリセツト動作中に、海底エコー信
号エンベロープがＤフリツプフロツプ回路３２，
３４のＤ端子に入力すること防いでいる。

＜実施例の変形＞ 上記各実施例では、海底エコー信号を計数して
いるが、中間周波数に変換したものを計数する構
成としてもよい。

また、上記各実施例では、海を航行する船舶の
船速測定装置について適用したものを示したが、
本発明は、川、湖等を航行する船舶の船速測定装
置にも適用することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、水底の傾斜およ
び船速に応じて追尾ゲートの幅が選定され、水底
の急激な地形変化および船速変化にも対応でき、
確実に水底を追尾できる効果がある。

また、本発明は、パルス幅弁別機能を内部に組
み込んで回路を簡素化して、ドツプラシフト周波
数を検出すると同時に、水底エコー信号のパルス
幅弁別を行ない、検出されたドツプラシフトが有
効か否かを判別することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は各々本発明の作用を説明する
図面であつて、第１図は船舶前方の超音波の伝藩
経路に対する船舶の移動と海底の傾斜の影響を示
す説明図、第２図は送信から受信までの所要時間
と追尾ゲートの関係を示す波形図、第３図は海底
の傾斜角とT_R／T_Lとの関係を示すグラフ、第４
図は船舶後方の超音波の伝播経路に対する船舶の
移動と海底の傾斜の影響を示す説明図、第５図は
本発明船速測定装置の第１実施例の構成を示すブ
ロツク図、第６図は第１実施例の船速測定装置に
おける海底追尾ゲート機能を示すブロツク図、第
７図は上記実施例における海底追尾ゲート機能の
作用を説明するための波形図、第８図は本発明船
速測定装置の第１実施例におけるドツプラシフト
検出手段の構成を示す回路図、第９図は上記実施
例におけるドツプラシフト検出手段およびパルス
幅弁別手段の作用を示す波形図であつて、Ａは正
常な海底エコー信号を受信した場合の作用、Ｂは
ノイズを受信した場合の作用を各々示し、第１０
図は本発明の第２実施例の船速測定装置における
ドツプラシフト検出手段を示すブロツク図であ
る。 １１……原発振器、１３……送信器、１４……
前方向送受波器、１５……後方向送受波器、１
６，１７……送受切替器、１８，１９……受信
器、２０，２１……ドツプラシフト検出手段、２
２，２３……検波回路、２４，２５……アンドゲ
ート回路、２６……前方向追尾ゲート設定手段、
２７……後方向追尾ゲート設定手段、２８，２９
……測深手段、３０……演算手段、３１……表示
器、３２，３４……Ｄフリツプフロツプ回路、３
３，３５……カウンタ、３６……排他オアゲート
回路、３７，３８，４２……アンドゲート回路、
４０……リセツト信号発生回路、４１……モノス
テーブルマルチバイブレータ、４３，４４，４６
……カウンタ、４５……フリツプフロツプ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水中に発射した超音波の、水底エコー信号を
   受信して、該水底エコー信号からドツプシラフト
   周波数を検出して船速を求める船速測定装置にお
   いて、 水底エコー信号エンベロープのパルス幅内で、
   該水底エコー信号の波数と基準クロツク信号の波
   数とを各々計算し、それぞれ予め設定した計数値
   に達したとき、各々計数終了信号を出力すると共
   に、両者の計数終了時間差を検出してドツプラシ
   フトを検出するドツプシラフト検出手段と、 上記各計数終了信号の出力を監視し、一定のサ
   ンプリング周期内で各計数終了信号が出力された
   とき、当該水底エコー信号が正常なパルス幅であ
   る旨判定し、正常判定信号を出力するパルス幅弁
   別手段と、 超音波送信から水底エコー信号受信までの時間
   を計数して、測定深度を検出する測深手段と、 上記正常判定信号が出力された時、上記ドツプ
   ラシフト周波数から船速を算出すると共に、該船
   速の函数として、進行方向には、浅い方に短く、
   深い方に長く、進行方向と反対の方向には、浅い
   方に長く、深い方に短くなるように追尾ゲート幅
   を算定し、かつ、該追尾ゲート幅と上記検出した
   深度とから、次の送信開始後の追尾ゲート開始タ
   イミングと該ゲート終了タイミングとを算定する
   演算手段と、 上記算定された追尾ゲート開始タイミングと該
   ゲート終了タイミングとから追尾ゲートを設定す
   る追尾ゲート設定手段とを備えて構成されること
   を特徴とする船速測定装置。