JPH041874B2 - - Google Patents
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- JPH041874B2 JPH041874B2 JP59078974A JP7897484A JPH041874B2 JP H041874 B2 JPH041874 B2 JP H041874B2 JP 59078974 A JP59078974 A JP 59078974A JP 7897484 A JP7897484 A JP 7897484A JP H041874 B2 JPH041874 B2 JP H041874B2
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- Japan
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- synchronous clock
- underwater vehicle
- vehicle
- distance
- underwater
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/66—Sonar tracking systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明は、アクテイブソーナーによりアクテイ
ブホーミングを行なう水中航走体を追尾し、その
水中航走体の方位及び距離を表示する水中航走体
追尾装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to an underwater vehicle tracking device that tracks an underwater vehicle performing active homing using an active sonar and displays the direction and distance of the underwater vehicle.
(従来技術)
アクテイブホーミングを行なう水中航走体(以
下航走体)は、アクテイブソーナーから超音波パ
ルスを送信し、ソーナー目標で反射されたエコー
がアクテイブソーナーで受信されると、ソーナー
目標に正対するよう操舵系を制御し、ソーナー目
標を追尾する。このようなアクテイブホーミング
航走体はよく知られている。この航走体の実用訓
練、機能確認試験などにおいて、ホーミング中の
航走体の位置・速度をリアルタイムに知るための
水中航走体追尾装置が使用されている。(Prior art) An underwater vehicle (hereinafter referred to as a vehicle) that performs active homing transmits ultrasonic pulses from an active sonar, and when the echoes reflected by the sonar target are received by the active sonar, it points to the sonar target. The steering system is controlled to track the sonar target. Such active homing vehicles are well known. Underwater vehicle tracking equipment is used in practical training and functional verification tests for these vehicles to determine the position and speed of the vehicle during homing in real time.
従来の水中航走体追尾装置は、航走体に取り付
けられる小型超音波送信機(以下ピンガ)と水中
計測部、航跡表示部から成り、一般的には水中計
測部と航跡表示部間にはケーブルが敷設されてお
り、跡路表示部は陸上固定施設に設置されてい
る。第1図は従来のこの種の水中航走体追尾装置
の一般的な構成図である。航走体1にはピンガ1
4と同期クロツク回路13とが取り付けられる。
航跡表示部3の同期クロツク回路10は取り付け
前に同期クロツク回路13に同期させてあり、両
クロツク回路は同期したクロツクを生ずる。ピン
ガ14は同期クロツク回路13から同期クロツク
301を受け、超音波パルス401を送信する。
このパルス401の送信周波数と航走体のアクテ
イブソーナー12の送信周波数とは相互に障害を
与えないように互いに異らせてある。水中計測部
2の受波器5,6,7は、互いに数百メートルの
距離を隔てて配置してある。これら受波器5,
6,7は、超音波パルス401を受信すると敷設
されたケーブルを通して受信音501〜701を
処理部8へ送る。処理部8は、受信音501,6
01,701と同期クロツク301との時間差か
ら航走体1の位置を計算する。その位置は表示器
9に表示される。表示器9は航走体1の位置を連
続的に表示するから、表示器9には航走体1の航
跡が表示されることになる。 A conventional underwater vehicle tracking device consists of a small ultrasonic transmitter (hereinafter referred to as a pinger) attached to the vehicle, an underwater measurement section, and a track display section. Generally, there is no space between the underwater measurement section and the track display section. Cables have been laid, and track display sections are installed at fixed facilities on land. FIG. 1 is a general configuration diagram of a conventional underwater vehicle tracking device of this type. Pinga 1 for craft 1
4 and a synchronous clock circuit 13 are attached.
The synchronous clock circuit 10 of the track display 3 is synchronized to the synchronous clock circuit 13 before installation, and both clock circuits produce synchronized clocks. The pinger 14 receives a synchronous clock 301 from the synchronous clock circuit 13 and transmits an ultrasonic pulse 401.
The transmission frequency of this pulse 401 and the transmission frequency of the active sonar 12 of the vehicle are made different from each other so as not to interfere with each other. The receivers 5, 6, and 7 of the underwater measuring section 2 are arranged at a distance of several hundred meters from each other. These receivers 5,
6 and 7, upon receiving the ultrasonic pulse 401, send the received sounds 501 to 701 to the processing unit 8 through the installed cable. The processing unit 8 receives the received sounds 501 and 6.
The position of the vehicle 1 is calculated from the time difference between 01,701 and the synchronous clock 301. The position is displayed on the display 9. Since the display 9 continuously displays the position of the vehicle 1, the track of the vehicle 1 is displayed on the display 9.
しかし、このような従来の水中航走体追尾装置
は、水中航走体にアクテイブソーナーとは別に追
尾用ピンガを搭載する必要がある。従つて、水中
航走体の構成が複雑となり、コスト高になるとい
う欠点があつた。 However, such a conventional underwater vehicle tracking device requires a tracking pinger to be mounted on the underwater vehicle in addition to the active sonar. Therefore, the structure of the underwater vehicle becomes complicated and the cost becomes high.
(発明の目的)
本発明の目的は、水中航走体にアクテイブソー
ナーとは別に追尾用ピンガを搭載することなく水
中航走体を追尾できる水中航走体追尾装置を提供
することにある。(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide an underwater vehicle tracking device that can track an underwater vehicle without installing a tracking pin in addition to an active sonar on the underwater vehicle.
(発明の構成)
本発明の水中航走体追尾装置は、予め定めたタ
イミングで音波を送出するアクテイブソーナーを
有して目標にホーミングする水中航走体の方位お
よび距離を検出する水中航走体追尾装置において
前記アクテイブソーナーが送出する音波に予め同
期させることにより前記予め定めたタイミングで
同期クロツク信号を発生する同期クロツク回路
と、前記アクテイブソーナーが送出する音波を受
信する受波部と、前記受波部の出力信号と前記同
期クロツク回路が発生した前記同期クロツク信号
との遅れ時間差を検出して前記水中航走体の距離
を計算する距離計算手段と、前記距離を表示する
表示手段とを備えた構成である。(Structure of the Invention) The underwater vehicle tracking device of the present invention is an underwater vehicle that has an active sonar that transmits sound waves at predetermined timing and detects the direction and distance of an underwater vehicle that is homing to a target. a synchronous clock circuit that generates a synchronous clock signal at the predetermined timing by synchronizing the tracking device with the sound waves sent out by the active sonar; a wave receiving unit that receives the sound waves sent out by the active sonar; distance calculation means for calculating the distance of the underwater vehicle by detecting a delay time difference between the output signal of the wave section and the synchronous clock signal generated by the synchronous clock circuit; and display means for displaying the distance. The configuration is as follows.
(実施例) 次に実施例を挙げ本発明を詳細に説明する。(Example) Next, the present invention will be explained in detail with reference to Examples.
第2図は本発明の一実施例のブロツク図、第3
図はこの実施例に関連する信号のタイミング図で
ある。この実施例は、符号21〜28で示すブロ
ツクからなる水中計測部と符号31〜33で示す
ブロツクからなる航跡表示部とから構成される。
受波部21は、指向性のある複数の受波器を円筒
状に配列してなり、浮標からケーブルで海中に吊
下されている。基準方位検出部24も受波部21
に固定されてケーブルに吊下されている。その他
の水中計測部は海上の浮標の内部に収納してあ
る。一方、航跡表示部は艦上、又は陸上に設置さ
れ、電波128で水中計測部からのデータを受
け、航跡の表示及び記録をする。 Fig. 2 is a block diagram of one embodiment of the present invention;
The figure is a timing diagram of signals associated with this embodiment. This embodiment is composed of an underwater measuring section consisting of blocks indicated by numerals 21 to 28 and a track display section consisting of blocks indicated by numerals 31 to 33.
The wave receiving unit 21 is formed by arranging a plurality of directional wave receivers in a cylindrical shape, and is suspended in the sea from a buoy by a cable. The reference direction detection section 24 is also the wave receiving section 21
is fixed to and suspended from a cable. Other underwater measurement units are housed inside the buoy at sea. On the other hand, the track display unit is installed on the ship or on land, receives data from the underwater measurement unit via radio waves 128, and displays and records the track.
次に各部の機能について詳細に説明する。航走
体の航走前に、航走体に内臓の同期クロツク回路
とこの実施例の同期クロツク回路26とに外部ト
リガを同時に加え、両クロツク回路を同期させ
る。そこで、航走体の同期クロツク回路から出力
されるクロツクを100とし、同期クロツク回路
26の出力であるクロツクを126とすると、両
クロツクは第3図に示すように一致したタイミン
グで発生する。これらクロツクの周期はTcであ
り、パルス幅はTpである。Tcは1.5〜2秒程度、
Tpは20ミリ秒程度である。両同期クロツク回路
は水晶発振器を基準発振器としており、相互が同
期されてから航走が終了するまでの数時間内には
両クロツクは完全に一致したままと見なして実用
上支障ない。航走体がアクテイブソーナーを使用
し、ホーミング航走を行うときにおけるソーナー
送信音は同期クロツク100に一致している。ソ
ーナー送信音は海中を伝播し、受波部21に到来
した音波102は電気信号に変換される。受波部
21は、円筒面上に等間隔に配置された指向性を
もつ複数の受波器からなるが、これら受波器の出
力121は受波器チヤンネルごとに受信回路22
へ入力される。受信回路22は、フイルタ及び増
幅器によつて各チヤンネルの受波器出力121か
ら残響、雑音等を除去した受信信号122を生ず
る。この受信信号122は方位検出回路23、時
間差検出回路25へ入力される。 Next, the functions of each part will be explained in detail. Before the vehicle travels, an external trigger is simultaneously applied to the synchronous clock circuit built into the vehicle and the synchronous clock circuit 26 of this embodiment to synchronize both clock circuits. Therefore, if the clock output from the synchronous clock circuit of the vehicle is 100, and the clock output from the synchronous clock circuit 26 is 126, then both clocks are generated at the same timing as shown in FIG. The period of these clocks is T c and the pulse width is T p . T c is about 1.5 to 2 seconds,
T p is about 20 milliseconds. Both synchronous clock circuits use a crystal oscillator as a reference oscillator, and there is no problem in practical use since both clocks are considered to remain in perfect agreement within several hours from when they are synchronized until the end of cruising. When a mobile vehicle uses an active sonar and performs homing travel, the sonar transmission sound coincides with the synchronization clock 100. The sonar transmitted sound propagates underwater, and the sound waves 102 that arrive at the wave receiving unit 21 are converted into electrical signals. The wave receiver 21 consists of a plurality of wave receivers with directivity arranged at equal intervals on a cylindrical surface, and the output 121 of these wave receivers is transmitted to the receiver circuit 22 for each receiver channel.
is input to. The receiving circuit 22 generates a received signal 122 from which reverberation, noise, etc. are removed from the receiver output 121 of each channel using a filter and an amplifier. This received signal 122 is input to the direction detection circuit 23 and the time difference detection circuit 25.
方位検出回路23は、各チヤンネルの受信信号
122から、受波部21の基準線(受波部21に
固定してある水平な軸)に対する到来音波102
の方位、即ち、航走体の相対的な方位を検出し、
次に受波部21に固定してある基準線方位検出器
24からの基準線の方位124に相対方位を加
え、絶対方位を得る。基準線方位検出器24は、
ジヤイロ又は磁気コンパスからなり、受波部21
の基準線の方位124を出力する。方位検出回路
23は、さらに、受信信号122を受信音圧レベ
ルに換算し、前述の絶対方位データとともに、方
位・音圧データ123としてデータ送信部28へ
出力する。 The direction detection circuit 23 detects the incoming sound wave 102 from the received signal 122 of each channel with respect to the reference line of the wave receiving unit 21 (horizontal axis fixed to the wave receiving unit 21).
, that is, the relative orientation of the vehicle,
Next, the relative orientation is added to the reference line orientation 124 from the reference line orientation detector 24 fixed to the wave receiving unit 21 to obtain the absolute orientation. The reference line direction detector 24 is
Consisting of a gyro or magnetic compass, the wave receiving section 21
The direction 124 of the reference line is output. The azimuth detection circuit 23 further converts the received signal 122 into a received sound pressure level and outputs it to the data transmitter 28 as azimuth/sound pressure data 123 along with the above-mentioned absolute azimuth data.
時間差検出回路25は、同期クロツク回路26
から同期クロツク126を常時受けており、また
受信回路22から受信信号122を受ける。受信
信号122は、第3図に示すように、水中計測部
と航走体の相対距離(R)分の音波の伝搬時間分だけ
同期クロツク126から遅れている。時間差検出
回路25は、受信信号122と同期クロツク12
6との時間差t1,t2……を順次検出していく。 The time difference detection circuit 25 has a synchronous clock circuit 26.
It always receives a synchronization clock 126 from the receiving circuit 22, and also receives a receiving signal 122 from the receiving circuit 22. As shown in FIG. 3, the received signal 122 is delayed from the synchronization clock 126 by the propagation time of the sound wave corresponding to the relative distance (R) between the underwater measurement unit and the vehicle. The time difference detection circuit 25 detects the received signal 122 and the synchronous clock 12.
The time differences t 1 , t 2 , . . . with respect to 6 are sequentially detected.
距離・速度算出回路16は時間差t1,t2……を
受け、航走体との相対距離R、航走体速度Vを算
出する。時間差をt、音速をCとすると、RとV
は
R=t×C ……(1)
V=(t1−t2)C/Tc ……(2)
なる式で計算する。算出された距離・速度データ
127はデータ送信部28へ入力される。このよ
うにして得られた方位・音圧データ123と距
離・速度データ127とをデータ送信部28は電
波128として航跡表示部の受信部31へ送信す
る。 The distance/speed calculating circuit 16 receives the time differences t 1 , t 2 . . . and calculates the relative distance R to the vehicle and the vehicle speed V. If the time difference is t and the speed of sound is C, then R and V
is calculated using the following formula: R=t×C...(1) V=( t1 - t2 )C/Tc...(2). The calculated distance/speed data 127 is input to the data transmitter 28. The data transmitter 28 transmits the azimuth/sound pressure data 123 and the distance/velocity data 127 thus obtained as radio waves 128 to the receiver 31 of the track display section.
水中計測部からの電波128は受信部31で受
信され、方位・音圧・距離・速度データ131に
変換され、表示器32及び記録器33へ入力され
る。表示器32は、円形デイスプレイを有し中心
を水中計測部に設定し、方位・距離データに従が
い、航走体の位置をデイスプレイ上の対応する位
置に表示し、音圧及び速度データも同時に文字又
は記号で表示を行なう。記録器33は、データ1
31をデイスク又は磁気テープに保存するととも
に、プリントアウト(印刷)も可能であり、表示
器19のデイスプレイ内容をそのまま紙に印刷す
る機能を有している。 Radio waves 128 from the underwater measuring section are received by the receiving section 31, converted into azimuth, sound pressure, distance, and speed data 131, and inputted to the display 32 and recorder 33. The display device 32 has a circular display, the center of which is set at the underwater measurement section, and displays the position of the vehicle at the corresponding position on the display according to the azimuth and distance data, and also displays sound pressure and speed data at the same time. Display with letters or symbols. The recorder 33 records data 1
31 can be saved on a disk or magnetic tape, and can also be printed out, and has the function of printing the display contents of the display 19 directly onto paper.
以上のように、本実施例は、可搬型であり、任
意の海域でリアルタイムの航走体の追尾を可能に
する。また、航走体にピンガを搭載する必要もな
いから、装置が簡単である。 As described above, this embodiment is portable and enables real-time tracking of a moving object in any sea area. Furthermore, since there is no need to mount a pinga on the vehicle, the device is simple.
(発明の効果)
以上説明したように本発明によれば、アクテイ
ブソーナーが送出する音波のタイミングと同期す
る同期クロツク信号を生じる同期クロツク回路を
設けることによつて、従来のように水中航走体に
アクテイブソーナーとは別に追尾用ピンガを搭載
する必要がなくなる。従つて、水中航走体の構成
を簡素化でき、コスト低減ができる。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, by providing a synchronous clock circuit that generates a synchronous clock signal that is synchronized with the timing of the sound waves sent out by the active sonar, it is possible to There is no need to install a tracking pin in addition to the active sonar. Therefore, the configuration of the underwater vehicle can be simplified and costs can be reduced.
第1図は従来の水中航走体追尾装置の構成図、
第2図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第
3図はこの実施例に関連する信号のタイミング図
である。
1……水中航走体、2……水中計測部、3……
航跡表示部、5,6,7……海底に設置された受
波器、12……アクテイブソーナー、13……同
期クロツク回路、14……ピンガ、100……航
走体の同期クロツク回路が出力するクロツク、1
02……到来音波、122……受信信号、126
……同期クロツク回路26の出力であるクロツ
ク。
Figure 1 is a configuration diagram of a conventional underwater vehicle tracking device.
FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a timing diagram of signals related to this embodiment. 1... Underwater vehicle, 2... Underwater measurement section, 3...
Track display section, 5, 6, 7... Receiver installed on the seabed, 12... Active sonar, 13... Synchronous clock circuit, 14... Pinga, 100... Output from the synchronous clock circuit of the vehicle. clock, 1
02... Arriving sound wave, 122... Received signal, 126
. . . A clock that is the output of the synchronous clock circuit 26.
Claims (1)
テイブソーナーを有して目標にホーミングする水
中航走体の方位および距離を検出する水中航走体
追尾装置において、前記アクテイブソーナーが送
出する音波に予め同期させることにより前記予め
定めたタイミングで同期クロツク信号を発生する
同期クロツク回路と、前記アクテイブソーナーが
送出する音波を受信する受波部と、前記受波部の
出力信号と前記同期クロツク回路が発生する前記
同期クロツク信号との遅れ時間差を検出して前記
水中航走体の距離を計算する距離計算手段と、前
記距離を表示する表示手段とを備えたことを特徴
とする水中航走体追尾装置。1. In an underwater vehicle tracking device that has an active sonar that transmits sound waves at predetermined timing and detects the direction and distance of an underwater vehicle homing to a target, the system is synchronized in advance with the sound waves transmitted by the active sonar. a synchronous clock circuit that generates a synchronous clock signal at a predetermined timing; a wave receiving section that receives the sound waves sent out by the active sonar; What is claimed is: 1. An underwater vehicle tracking device comprising: distance calculation means for calculating the distance of the underwater vehicle by detecting a delay time difference with a synchronous clock signal; and display means for displaying the distance.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59078974A JPS60222784A (en) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | Apparatus for tracking underwater propelling body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59078974A JPS60222784A (en) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | Apparatus for tracking underwater propelling body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60222784A JPS60222784A (en) | 1985-11-07 |
| JPH041874B2 true JPH041874B2 (en) | 1992-01-14 |
Family
ID=13676870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59078974A Granted JPS60222784A (en) | 1984-04-19 | 1984-04-19 | Apparatus for tracking underwater propelling body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60222784A (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5166862A (en) * | 1974-12-06 | 1976-06-09 | Boeicho Gijutsu Kenkyu Honbuch | HOISOKUTEIHOSHIKI |
| JPS5931021B2 (en) * | 1976-10-06 | 1984-07-30 | 日本電気株式会社 | sonar device |
| JPS5747744Y2 (en) * | 1978-01-18 | 1982-10-20 | ||
| JPS5935169A (en) * | 1982-08-23 | 1984-02-25 | Mitsubishi Electric Corp | Apparatus for detecting obstacle |
-
1984
- 1984-04-19 JP JP59078974A patent/JPS60222784A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60222784A (en) | 1985-11-07 |
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