JPH0612262B2 - 深度表示装置 - Google Patents

深度表示装置

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JPH0612262B2
JPH0612262B2 JP59204530A JP20453084A JPH0612262B2 JP H0612262 B2 JPH0612262 B2 JP H0612262B2 JP 59204530 A JP59204530 A JP 59204530A JP 20453084 A JP20453084 A JP 20453084A JP H0612262 B2 JPH0612262 B2 JP H0612262B2
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正三 渋谷
健 渡辺
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C13/00Surveying specially adapted to open water, e.g. sea, lake, river or canal
    • G01C13/008Surveying specially adapted to open water, e.g. sea, lake, river or canal measuring depth of open water

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  • Hydrology & Water Resources (AREA)
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  • Navigation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この〔説明〕の欄は、 (a)技術分野 (b)従来技術とその欠点 (c)発明の目的 (d)発明の概要 (e)発明の構成 (f)発明の効果 (g)実施例 から構成されている。
〔説明〕
(a)技術分野 この発明は自船付近の任意の地点の深度を求めて表示す
ることのできる深度表示装置に関する。
(b)従来技術とその欠点 従来より、漁船や海洋調査船等の航行および操船に際し
て、船の進行方向の浅瀬の深度確認、測深器の測定深度
と自船付近の等深線図上の深度との比較による自船位置
決め、投網等の目的地点付近の深度確認、深度による目
的地探し等のために、目的地付近での航行時または停船
時に自船付近の深度を正確に認識する必要がある。従
来、等深線を深度により色分けしたり、深度により実
線,破線を使い分けたりあるいは深度数字を書き込んで
深度を止み取り易くした等深線図が用いられているが、
所望の地点の正確な深度を即座に読み取ることが出来な
いという問題があった。
(c)発明の目的 この発明の目的は自船周囲の任意の地点の位置を指定す
ることによりその地点の深度を表示し、深度の確認を正
確かつ迅速に行うことのできる深度表示装置を提供する
ことにある。
(d)発明の概要 〔1〕深度データの記憶 まず地点Pの深度を求めるために自船周囲の測深データ
を予め等深線図,深度図(単に地図上に深度を離散的に
記入したもの)等から読み取って記憶する。以下、等深
線図を使用してその等深線データを読み出し可能な記憶
装置に記憶させる方法を説明する。この記憶方法として
次のものがある。
海上保安庁発行の海底地形図を使用する。
海底地形図上の等深線を読み取り装置(デジタイザ等平
面上の位置を測定する装置)で読み取り、その位置を等
深線深度とともに記憶装置に記憶する。記憶装置には磁
気テープ,磁気ドラム,磁気ディスク等を使用する。
船舶に搭載した測位装置と測深器を用いて測位,測深
する。
船で等深線図の必要な海域を細かく走航し、多数の地点
の位置と深度を測定する。これらの測定値を用いて計算
機により等深度位置を求めて等深線図を作成しこれを記
憶装置に記憶する。
〔2〕地点Pの深度Dの求め方 P点が等深線上にあるときは、その等深線の深度が求め
る深度Dになる。そこで、等深線間にP点が位置する
場合における深度を求める1方法を説明する。
第2図は等深線図の一例であり、ノースアップで描かれ
ている。P点は4つの等深線a,b,c,dに囲まれて
いる。aとcの深度は等しくDe1とし、bとdの深度
も等しくDe2とする。P点を通る線を何本か(図では
4本)引く。P点を通る4本の線を0−4,1−5,2
−6,3−7とする。0−4は南北を、2−6は東西を
それぞれ走る。1−5は北東−南西を、3−7は北西−
南東を走る。各線が等深線を横切った点と点P間の距離
をl,l,l,l,l,l,l,l
する。
を求める式の一例として次のものがある。
ここでdekは直線P−kが初めて横切った等深線の深
度である。第2図では、 de0=de1=de4=de5=de7=De1, de2=de3=de6=De2 となる。(1)式は8方向からの距離に反比例した重みを
与えて等深線上の各点の深度を加重平均している。
ここで、簡単に一本の直線2−6のみを用いてDを求
める場合を考えると、 DP={(de2/l2)+(de6/l6)}/{(1/l2)+(1/l6)} として求めることができる。例えば、 l:l=3:4とすれば、 DP={(de2/3)+(de6/4)}/{(1/3)+(1/4)}=(4*de2+3*de6)/7 となり、例えば、de2=120m、de6=130m
とすれば、 D=(4*120+3*130)m/7 =124m が求められる。前記直線の数を増して、それぞれの方向
を異なった方向にとることによって、3次元方向に起伏
した海底の指定位置における深度を正確に求めることが
できる。
このように、複数の直線が横切る等深線の深度を、指定
位置からその等深線までの距離に反比例した重みで加重
平均することによって、 P点が移動しても深度が滑らかに変化する。
比較的簡単な式でDを求めることができる。(例え
ば、3点を通る平面の方程式からP点を求めるには、そ
の方程式を解く多くのステップを必要とする。) DはP点周辺の等深線の深度と同じかあるいは中間
値であって、等深線の深度値を大幅に超えることはな
く、大きな誤差が生じることがない。
といった利点がある。
上記(1)式に基づきP点を中心とする8方向の深度と距
離からDを求める方法の他、以下の方法もある。
(1)式を用い、J方向(Jは1,8以外の整数)の深
度と距離から求める。即ち、8方向以外に2方向,3方
向,4方向,16方向でもよい。
(1)式を用い、I方向(Iは1以外の整数)の深度と
距離から求めるとともに北を基準にせずに北以外の方
向、例えばP点に最も近い等深線上の地点の方向を基準
とする。
(1)式を用い、I方向(Iは1以外の整数)の深度と
距離から求めるとともに(1)式においてP点の回り36
0゜を45゜毎に等分割せず不当分割してもよい。例え
ば4つの等深線に最も近い4点を選んでDを求める。
この方法では等深線図の代わりに離散的に深度の判明し
ている深度図を用いてもよい。
〔3〕地点Pの指定方法 点Pの位置を指定する方法として次のものがある。
等深線図を表示し等深線図上でP点を指定する。指定
の仕方によって、 (I)自船からの方向,距離の指定によるもの、 (II)任意の物標からの方向,距離の指定によるもの
(2方向からそれぞれ方位線を指定し、その二つの方位
線の交点をP点とするクロスベアリング法を含む)、 (III)緯度,経度の指定によるもの、 (IV)表示器上の位置の指定によるもの、 等の方法に分けられる。
航跡記録装置,レーダまたはソーナーの画面上でP点
を指定する。この場合等深線図は表示しなくてもよい。
これも指定の仕方によりの(I)〜(III)の他、表
示器(航跡記録装置,レーダ,ソーナー)上の位置によ
るもの等に分けられる。
等深線図の表示をしないで単に設定器のみでP点を指
定する。これも指定の仕方によりの(I)〜(II
I)等に分けられる。
尚、〜の(I),(II)においては自船の緯度,経
度は判明している必要があり、また任意の物標の緯度,
経度も自船からの方向と距離から等によって判明してい
る必要がある。
以上のように、自船周囲の深度データを予め記憶し、そ
の周辺の任意の地点を指定することにより自動的に深度
を求め表示器に表示させることができる。
(e)発明の構成 第9図はこの発明の構成図である。第9図において、測
深データ記憶手段101は一定海域内の複数点の位置に
おける測深データを当該各点の位置情報とともに予め記
憶する。位置指定手段102は一定海域内における任意
の地点の位置を指定する。測深データ読出手段103は
位置指定手段102による指定位置に近接し、且つ該指
定位置から所定方向にある複数点の測深データを測深デ
ータ記憶手段101から読み出す。距離抽出手段104
は測深データ読出手段103の読み出した上記複数点の
位置情報と上記指定位置の位置情報に基づき、上記指定
位置から上記複数点の各位置までの距離をそれぞれ求め
る。加重平均値算出手段105は上記指定位置から上記
複数点の各位置までの距離に反比例する係数を当該各位
置における測深データに重み付けして加重平均値を算出
する。そして、数値表示手段106は加重平均値算出手
段105の算出した値を上記指定位置における深度とし
て数値表示する。
(f)発明の効果 以上のようにこの発明によれば、地点を指定するだけで
即座にその地点の深度を求め数値表示するので、深度図
上で深度を計算したり、読み取ったりすることなく正確
かつ迅速に深度確認を行うことができる。しかも測深デ
ータ記憶手段は、横方向(XY方向など)に比較的低い
分解能で深度データを記憶させておいても、指定位置の
深度を高精度に求めることができる。
(g)実施例 本実施例は下記の条件下で構成される。
(1)海底深度を等深線図から読み取って予め海底深度R
OM20に記憶させておく(前記〔1〕−参照)。
(2)深度Dを(1)式に基づき8方向の距離,方向から求
める(前記〔2〕の方法参照)。
(3)地点Pを自船位置からの距離,方向の設定で指定す
る(前記〔3〕−(I)参照)。
(4)深度Dは深度表示器に、また等深線図,自船およ
び指定地点の位置はCRT画面上に表示する。
第1図はこの発明の深度表示装置の概略構成図である。
まず前提として深度データを前記〔1〕−により予め
記憶しておく。1は測位装置であり自船位置(S点)の
地図上の緯度Las,経度Losを測定する。この測位
装置による緯度Las,経度Losは座標変換器4で位
置座標データ(x,y)に変換される。2,3は自
船位置Sを基準としたときのS点から任意の地点Pまで
の距離L,方向Bを設定するための設定器である。この
設定器のう定値と自船位置の座標から座標変換器5によ
って地点Pの位置座標(x,y)を求める。6は第
2図のような各等深線の深度をXY座標位置で記憶して
いる海底深度記憶用ROMである。このROMを用いて
CPU7の制御でP点の深度を求める。
深度Dは前記〔2〕の方法によって求める。地点Pの
位置座標(x,y)が求められROM6に与えられ
ると、その座標を中心として8方向に線を引く。各等深
線との交点における距離l〜lと、深度de0〜d
e7をサーチする。次に(1)式によって深度Dを算出
する。深度はI/O8を通じて深度表示器9に表示さ
れる。上記の動作により任意の地点Pの位置を指定する
ことによってその地点の深度を求め数値表示することが
できる。
第3図(A),(B)に上記深度表示装置の具体例を示
す。この発明の構成要件と第3図(A),(B)中の各
部との対応関係は次のとおりである。
第4図は第3図(A)のCRT10に表示する等深線図
の一例である。同図において、 表示範囲:各辺L〔マイル〕 表示画面は正方形とし、等深線図は南北および東西L
〔マイル〕の範囲をノースアップで表示する。
表示画面素数:n×n個 表示画面上のP点の位置:(x,y) 表示画面上の自船(S点)の位置:(x,y) 表示等深線図の中心位置(O点)の地図上の緯度,経
度位置:(LaO,LOO) 自船の地図上の緯度,経度位置:(Las,Los) S点からP点までの距離:L〔マイル〕 S点からみたP点の方向:B〔゜〕 この方向は北位から時計回りの角度と規定する。
海底深度ROM20は地図上のO点を中心として南北お
よび東西L〔マイル〕の等深線上の海底深度を記憶し
ている。
第5図はROM20の構成を示している。CRT20上
の各画素に対応するn×n地点の深度を記憶するために
n(ドット)×n(ドット)×1(ビット)個の記憶素
子数を有する。即ち、ROM20はn×n地点内の等深
線の存在する地点には深度dを記憶しているが、n×
n地点の全てに等深線があるわけではなく、等深線のな
い地点にはCRT10の表示と関係のない一定値d
記憶している。尚、ROMの記憶地点数n×nを表示画
面の画素数n×nと同じにしているが、これは1つのR
OMで等深線の表示と深度のサーチを兼用させるためで
ある。
ROM20に記憶している等深線は第6図(A)に示す
ように深度サーチのために上下および左右に連結してい
る。同図の枡目は各画素を示し、○印は等深線に相当す
る深度データを記憶している箇所を示す。同図(B)で
は等深線が斜め方向にのみ連結している箇所があるた
め、第2図に示した深度のサーチを行う際、斜め方向の
サーチで等深線を見逃す場合があるため、斜め方向のサ
ーチを行う場合には使用できない。
さて、第3図(B)に示す測位装置11はロラン,オメ
ガ,デッカ,NNSS等であり自船位置の緯度Las
経度Losを分単位で出力する。自船位置の座標変換回
路は減算器12,13,18,19,乗算器14〜1
6,cos ROM17から構成されている。減算器12,
13は第4図に示したO点とS点の地図上の位置差を求
める。O点位置(Lao,Loo)も分単位で入力され
るので、減算器12,乗算器14の出力単位は分であ
る。減算器12出力の緯度差に乗算器15によりy方向
の単位画素数(n−1)/Lを乗算し、これを減算器
18によりO点のy位置(n−1)/2から引算してy
座標yを求める。他方、減算器13出力の経度差にco
s ROM17のcos 出力(O点の緯度による、経度差に
対する距離の係数値)を乗算器14により乗算した後、
x方向の単位画素数(n−1)/Lを乗算器16によ
り乗算し、これを減算器19によりO点のx位置(n−
1)/2から引算してx座標xを求める。
第3図(A)に示す設定器21,22はそれぞれP点の
S点からの距離Lと方向(角度B)を指定するためのも
のである。P点の位置座標変換回路は乗算器23〜2
5,27,減算器26,28,cos ROM29およびsi
n ROM30から構成されている。乗算器23とcos R
OM29によりLcos Bを求めこれに乗算器27でy方
向の単位画素数(n−1)/Lを乗算してy方向の差
を求める。この差を減算器28を介してS点のy座標y
から引算してy座標yを求める。他方、乗算器24
とsin ROM30によりLsin Bを求めこれに乗算器2
5でx方向の単位画素数(n−1)/Lを乗算してx
方向の差を求める。この差を減算器26を介してS点の
x座標xから引算してx座標xを求める。
次に、P点の深度Dを求めるための構成と動作につい
て述べる。
深度Dを求めるためには、先ず(1)式のdekとl
をハード的に求め、それらの値をCPU31で(1)式の
演算を行う。以下、そのハード構成を説明する。
第8図は深度サーチ時のタイミングチャートである。
CP回路(クロックパルス発生回路)32は周期t
パルスを発生するパルス発生器である。tはCRT画
面上での1画素の表示時間に対応する。kカウンタ3
3,lカウンタ34はP点から8方向の等深線をROM
20の記憶データから探すためのカウンタであり、それ
ぞれ8進,n進のアップカウンタである。図中各部のC
K,CLR,C,D,Dはカウンタのクロック入
力,クリア入力,桁上げ出力,データ入力,カウンタの
計数値またはデータ出力を示す。ROM35はkカウン
タ33,lカウンタ34の計数値に基づきP点と等深線
を探す点とのCRT画面上での位置差Δx,Δyを出力
する。位置差Δx,Δyはそれぞれ加算器36,37で
,yに加算され、切換器72に導入される。
3進カウンタ38,デコーダ39,切換器43はdek
とlを求めるためのタイミングパルスを発生させる回
路を構成する。3進カウンタ38はCP回路32のクロ
ックの立ち上がりでカウントアップするアップカウンタ
である。遅延回路44はCP回路32のクロックをt
/4遅らせる回路で、デコーダ39の出力値1,2は遅
延回路44の出力とともにAND回路41,42を介し
て切換器43に導入される。kカウンタ33,lカウン
タ34は遅延回路44の出力パルスの立ち上がりでカウ
ントアップする。デコーダ39の出力値0は遅延回路4
4の出力とともにAND回路40を介してラッチ63に
導入される。また、遅延回路44の出力はインバータ4
5を介してラッチ64に入力される。
ラッチ63はROM20の出力値を遅延回路44の出力
パルスの立ち上がりのタイミングで記憶する。CP回路
32のクロックがH(ハイ)レベルのときには切換器7
2の可動接点が図の反対側に倒れ、加算器36,37の
指示する地点の深度が読み出され、その深度は遅延回路
44の出力パルスの立ち上がり時にラッチ63に記憶さ
れる。
比較器71はラッチ63に記憶された深度データが等深
線上の深度であるかどうかを判定する。この判定結果に
基づき切換器43の接点を切り換えてkカウンタ33,
lカウンタ34のカウント動作を制御する。
次にdekとlを求める動作を説明する。
第7図はROM20内の等深線データを示す。前述のよ
うにROM20はCRT画面の各画素に対応する海底深
度dおよびdを記憶しているので、P点の位置(x
,y)が入力されるとP点のdまたはdを出力
する。もしデータdが出力されたならP点を中心にし
て8方向に等深線を探す。第7図において、0,1,
2,3,…の数字はlカウンタ34のカウント値を示
す。このカウント値の方向が8方向の1つに対応する。
例えばkカウンタ33のカウント値が0、即ちk=0の
ときには北向きにlカウンタ34のカウント値に従って
等深線を探し、等深線が見つかったときその等深線深度
よりde0が、またその時のlカウンタ34のカウント
値よりlがそれぞれ決まる。de0,lが求まると
kカウンタ33は1カウントアップしカウント値は1に
なる。一方lカウンタ34はカウントリセットされ0に
なる。続いてlカウンタ34のカウントにより今度は北
東方向に等深線探しを行いde1とlが求められる。
以上の動作をkカウンタ33のカウント値が7になるま
で行い、de0〜de7,l〜lを求める。
前述したように、3進カウンタ38のカウント値が0の
時はROM20より深度を読み出すとともにその深度を
ラッチ63に記憶させる。ラッチ63に移した深度が等
深線上の深度であるかどうかは比較器71で判定する。
カウント値が1の時は切換器43とCPU31間の割り
込みラインを通じてデータ読み取りを知らせる。CPU
31はこれにより入力装置48を介してラッチ63のd
ekを読み込み、同時にkカウンタ33のカウント値k
およびlカウンタ34のカウント値lを読み込む。切
換器47はkカウンタ33のカウント値kの奇数/偶数
の区別に応じて入力装置48に導入するlカウンタ34
のカウント出力を切り換える。kカウンタ33のカウン
ト値が奇数の時は東西南北以外の方向であるので、偶数
の時に比べlカウンタ34のカウント値を21/2倍し
たlを読み込ませる。3進カウンタ38のカウント値
が2の時はラッチ63に移した深度が等深線上の深度で
あればkカウンタ33をカウントアップするとともにl
カウンタ34をリセットする。等深線上の深度でないと
きはlカウンタ34をカウントアップする。
CPU31,RAM49,ROM50は(1)式を演算す
る演算部を構成する。この演算部にて入力装置48を通
じて入力したde0〜de7,l〜lから(1)式に
よって深度Dを算出する。深度Dを算出したとき出
力装置51を介して深度表示器52に送りその深度を表
示させる。
xカウンタ57,yカウンタ58はROM20の記憶深
度をCRT10の走査と同期して読み出し、CRT画面
上に等深線を表示させるためのn進アップカウンタであ
る。これらのカウンタで表示画面上に座標(x,y)を
規定する。第8図に示すように、CP回路32のクロッ
クがL(ロー)レベルの時に切換器72の可動接点は図
示のとおり右側に倒れ、xカウンタ57,yカウンタ5
8の計数値の指定する座標の深度をROM20から読み
出す。ROM20から読み出された深度はインバータ4
5出力の立ち上がり時ラッチ64に記憶される。色変換
ROM53はCRT上にラッチ64の記憶データに対応
する色を表示するために色変換を行う色変換回路であ
る。ROM53の出力はD/A変換器54〜56を通じ
て赤(R),緑(G),青(B)の信号でCRT10に
送られる。61,62はCRT10のy偏向コイル,x
偏向コイルであり、また59,60はそれぞれの偏向ア
ンプである。
AND回路65,比較回路67,68はCRT上のS点
の位置を表示するための回路である。比較回路67,6
8は第3図(B)に示した減算器18,19の出力値y
,xとyカウンタ58,xカウンタ57の計数値を
比較して、xカウンタ57,yカウンタ58の値がS点
の表示座標(x,y)となるタイミングの信号を求
めROM53に入力する。AND回路66,比較回路6
9,70はCRT上のP点の位置を表示するための回路
である。比較回路69,70は減算器26,28の出力
値x,yとxカウンタ57,yカウンタ58の計数
値を比較して、xカウンタ57,yカウンタ58の値が
P点の表示座標(x,y)となるタイミングの信号
を求めROM53に入力する。以上のP,S点の表示座
標の決定によってCRT画面上に第4図に示すように、
等深線図とともにP,S点を表示する。深度Dのみを
深度表示器52に表示するときはCRT10を用いて等
深線図やP,S点を表示しなくてもよい。また反対に深
度Dを深度表示器52を用いずにCRT画面に表示し
てもよい。表示器としてはCRTの代わりに液晶,プラ
ズマ,LED等のディスプレイを使用してもよい。
上記実施例では等深線データを記憶するのにROM20
を使用しているが、RAMとCPUを使用して等深線デ
ータをRAMに書き込みCPUの制御によってde0
e7,l〜lのサーチおよび(1)式による深度D
の算出をプログラム処理するようにしてもよい。
また、上記実施例では深度を求めるべき地点を自船位置
からの方向と距離で指定するようにし、測深データ記憶
手段として、XYの2次元直角座標とする海底深度RO
M20を用いたが、深度を求めるべき地点を緯度,経度
の値で指定してもよく、また、測深データを緯度,経度
座標として記憶したメモリを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の深度表示装置の概略構成図である。 第2図は本発明の原理を説明するための図である。 第3図(A),(B)は上記深度表示装置の具体例を示
す図、第4図は等深線図の一表示例を示す図、第5図は
海底深度記憶用ROMの構成図、第6図(A),(B)
は上記ROMにおける等深線の記憶状態を説明するため
の図、第7図は第3図の深度表示装置における深度サー
チを説明するための上記ROMの記憶座標図、第8図は
第3図の深度表示装置の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。 第9図はこの発明の構成図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−76783(JP,A) 特開 昭58−79178(JP,A) 実開 昭50−928(JP,U)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一定海域内の複数点の位置における測深デ
    ータを当該各点の位置情報とともに予め記憶する測深デ
    ータ記憶手段と、 上記一定海域内における任意の地点の位置を指定する位
    置指定手段と、 上記位置指定手段による指定位置に近接し、且つ該指定
    位置から所定方向にある複数点の測深データを上記測深
    データ記憶手段から読み出す測深データ読出手段と、 上記測深データ記憶手段からの上記複数点の位置情報と
    上記指定位置の位置情報に基づき、上記指定位置から上
    記複数点の各位置までの距離をそれぞれ求める距離抽出
    手段と、 上記指定位置から上記複数点の各位置までの距離に反比
    例する係数を当該各位置における測深データに重み付け
    して加重平均値を算出する加重平均値算出手段と、 上記加重平均値算出手段の算出した値を上記指定位置に
    おける深度として数値表示する数値表示手段とを有する
    深度表示装置。
  2. 【請求項2】前記任意の地点の位置指定を自船位置から
    の方向と距離でするようにした特許請求の範囲第1項記
    載の深度表示装置。
  3. 【請求項3】前記任意の地点の位置指定を緯度と経度で
    するようにした特許請求の範囲第1項記載の深度表示装
    置。
  4. 【請求項4】前記測深データが等深線図のデータに基づ
    く特許請求の範囲第1項、第2項または第3項記載の深
    度表示装置。
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JPS5876783A (ja) * 1981-10-30 1983-05-09 Furuno Electric Co Ltd 水中探知装置
JPS5879178A (ja) * 1981-11-05 1983-05-12 Japan Radio Co Ltd 海底地図表示方式

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