JPH06201819A

JPH06201819A - 水中航走体の航跡評価方法及び装置

Info

Publication number: JPH06201819A
Application number: JP136493A
Authority: JP
Inventors: Shigeharu Kawai; 滋晴河合
Original assignee: Mitsubishi Precision Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Precision Co Ltd
Priority date: 1993-01-07
Filing date: 1993-01-07
Publication date: 1994-07-22
Anticipated expiration: 2016-07-03
Also published as: JP3182465B2

Abstract

(57)【要約】【目的】水中航走標的とこれを追跡する水中航走体の
航跡を再構成して水中航走体の追跡状態を評価する水中
航走体の航跡評価において、水中航走体及び水中航走標
的が空中発射された場合でも航跡を正確に再構成して評
価する。【構成】水中航走体と水中航走標的がそれぞれの航走
データを記録すると共にそれぞれのピンガー音をモニタ
装置により記録する。データ記録分析装置により、航跡
データに基づき航跡Ａを求めると共に、モニタ装置の記
録データに基づき水中航走標的及び上記水中航走体とモ
ニタ装置との水平距離を求める。そして、射入位置また
は任意時刻での航跡Ａ上の位置を中心としてその時刻で
のモニタ装置の記録データを半径とする円周上の点と航
跡Ａ上の各位置との水平距離を求め、この水平距離とモ
ニタ装置の記録データに基づく水平距離とが最も近い円
周上の点をモニタ装置の位置として航跡を評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、水中航走標的とこれ
を捜索し追跡する水中航走体の航跡を再構成（リコンス
トラクション）して、水中航走体の捜索及び追跡状態を
評価する水中航走体の航跡評価方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の水中航走体の航跡評価装
置（レンジ：ＲＡＮＧＥ）を示す構成図である。同図に
おいて、６１はピンガー音を発しながら海中を航走する
例えば潜水艦などの水中航走標的、６２はピンガー音を
発しながら水中航走標的６１を追跡する例えば魚雷など
の水中航走体である。

【０００３】６３は水中航走体６２と水中航走標的６１
が発するピンガー音を感知する多数のハイドロフォンで
あり、信号ケーブルであるリード線６４により連結され
て海底にマトリクス状に配備されている。さらに、６５
はハイドロフォン６３が感知したデータに基づいて水中
航走体６２と水中航走標的６１の航跡を算出する処理用
コンピュータである。

【０００４】次に、上述した構成の動作を説明する。マ
トリクス状に配置された多数のハイドロフォン６３によ
って水中航走体６２と水中航走標的６１が発するピンガ
ー音を受信し、受信されたピンガー音をリード線６４を
介して処理用コンピュータ６５に送る。そして、処理用
コンピュータ６５によって、各ハイドロフォン６３に届
いたピンガー音の到達時間差から各ハイドロフオォン６
３と水中航走標的６１及び水中航走体６２との距離を算
出し、水中航走体６２と水中航走標的６１の航跡を演算
することにより、水中航走体６２の捜索及び追跡状態を
評価していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の水中航走体の航
跡評価装置では、正確な航跡を算出評価するために多数
のハイドロフォン６３を配置する必要があるので、その
設置や管理のために膨大な費用と多数の人員が必要であ
ると共に、広大な海洋を確保しなければならず既存の漁
業権を侵すという問題点があった。

【０００６】また、例えば、図７（ａ）に示すように、
静止した標的点７１に向かう水中航走体７２の航跡を再
構成する場合、水中航走体７２が船舶７３に搭載された
発射装置７４により標的点７１に向けて発射されたとき
には、船舶７３の進行方向７５を基準にした発射方向
（角度ａ）により水中航走体７２の航走方位である方位
線７６が明確であるので、水中航走体７２の航跡を容易
に再構成することはできるが、図７（ｂ）に示すよう
に、水中航走体７２が空中発射（ロケット発射または航
空機投下）された場合には、船舶７３に搭載されている
レーダなどの観測データにより標的点７１に対する射入
位置（スプラッシュポイント）７７を解析するだけで、
水中航走体７２のジャイロが磁北を認識できないと共に
水中航走体７２の航走方位が一定でない（ランダム方
位）ので射入位置からの航走方位７８を解析することは
できなかった。

【０００７】そのため、水中航走体７２が空中発射され
たときには水中航走体７２の航跡を標的点７１に対する
相対位置として正確に再構成して評価することは困難で
あるという問題点があった。

【０００８】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、水中航走標的及び水中航走体が空
中発射されたときにもそれらの航跡を正確に再構成して
評価することができる水中航走体の航跡評価方法を提供
することを目的とする。

【０００９】また、この発明は、小規模かつ低コストに
構成される水中航走体の航跡評価装置を得ることを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る水中航走
体の航跡評価装置は、水中航走標的を追跡する水中航走
体の追跡状態を評価する水中航走体の航跡評価方法にお
いて、水中航走標的とこの水中航走標的を追跡する水中
航走体とからそれぞれ異なる周波数またはフェーズコー
ド化されたピンガー音を発生させ、かつそれぞれに自ら
の航走データを記録し、上記水中航走標的及び上記水中
航走体のピンガー音を上記航走データに同期してモニタ
装置により受信記録し、上記航走データに基づいて上記
水中航走標的及び上記水中航走体の航跡を求めると共
に、上記モニタ装置の記録データに基づいて上記水中航
走標的及び上記水中航走体から発せられたピンガー音の
上記モニタ装置への到達時間を演算して上記モニタ装置
と上記水中航走標的及び上記水中航走体との第１の水平
距離を求め、上記モニタ装置に対する上記水中航走標的
及び上記水中航走体の射入位置または任意時刻での航走
位置のいずれかを中心としてその時刻での上記第１の水
平距離を半径とする円周上の点と上記水中航走標的及び
上記水中航走体の航跡上の各位置との第２の水平距離を
求め、上記第１と第２の水平距離とが一致する上記円周
上の点を上記モニタ装置の位置とし、上記水中航走標的
及び上記水中航走体の航跡を評価するものである。

【００１１】また、この発明に係る水中航走体の航跡評
価装置は、水中航走標的を追跡する水中航走体の追跡状
態を評価する水中航走体の航跡評価装置において、ピン
ガー音を発すると共に自らの第１航走データを記録する
記録手段を備える水中航走標的と、この水中航走標的と
は異なるピンガー音を発しながら上記水中航走標的を追
跡すると共に上記第１航走データに同期して自らの第２
航走データを記録する記録手段を備える水中航走体と、
上記水中航走標的及び上記水中航走体のピンガー音を上
記第１及び第２航走データに同期して受信記録するモニ
タ装置と、上記第１及び第２航走データに基づいてこれ
らの航跡を求めると共に、上記モニタ装置の記録データ
に基づき上記モニタ装置に対する上記航跡の方位を求め
て、上記水中航走標的及び上記水中航走体の航跡を評価
するデータ記録分析装置とを備えたものである。

【００１２】

【作用】この発明に係る水中航走体の航跡評価装置にお
いては、水中航走標的とこの水中航走標的を追跡する水
中航走体とからそれぞれ異なる周波数またはフェーズコ
ード化されたピンガー音を発生させ、かつそれぞれに自
らの航走データを記録する。また、上記水中航走標的及
び上記水中航走体のピンガー音を上記航走データに同期
してモニタ装置により受信記録する。

【００１３】そして、上記航走データに基づいて上記水
中航走標的及び上記水中航走体の航跡を求めると共に、
上記モニタ装置の記録データに基づいて上記水中航走標
的及び上記水中航走体から発せられたピンガー音の上記
モニタ装置への到達時間を演算して上記モニタ装置と上
記水中航走標的及び上記水中航走体との第１の水平距離
を求め、上記モニタ装置に対する上記水中航走標的及び
上記水中航走体の射入位置または任意時刻での航走位置
のいずれかを中心としてその時刻での上記第１の水平距
離を半径とする円周上の点と上記水中航走標的及び上記
水中航走体の航跡上の各位置との第２の水平距離を求
め、上記第１と第２の水平距離とが一致する上記円周上
の点を上記モニタ装置の位置とし、上記水中航走標的及
び上記水中航走体の航跡を評価する。

【００１４】また、この発明に係る水中航走体の航跡評
価装置においては、水中航走標的がピンガー音を発しな
がら自らの第１航走データを記録手段に記録すると共
に、水中航走体が上記水中航走標的とは異なるピンガー
音を発しながら自らの第２航走データを記録手段に記録
する。これらピンガー音は、モニタ装置により上記第１
及び第２航走データに同期して受信記録される。

【００１５】そして、データ記録分析装置により、上記
第１及び第２航走データに基づいてこれらの航跡を求め
ると共に、上記モニタ装置の記録データに基づき上記モ
ニタ装置に対する上記航跡の方位を求めて、上記水中航
走標的及び上記水中航走体の航跡を評価する。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図を用いて説明
する。図１は、この発明の一実施例を示す構成図であ
る。同図（ａ）はモニタ装置と水中航走体及び水中航走
標的の概観図である。同図（ａ）において、１１はピン
ガー音を発するピンガーＡを装備した探信式または聴音
誘導式の水中航走体で、この水中航走体１１は、探信式
の場合は超音波パルス信号などの探信音を輻射すると共
にピンガー音を発し、聴音誘導式の場合は水中目標の航
走雑音を聴音すると共に、同様にピンガー音を発しなが
ら海中を航走する。

【００１７】１２は水中航走体１１の水中目標である探
信式及び聴音誘導式の水中航走標的で、ピンガーＡとは
異なる発振周波数またはフェーズコード化された（phas
e coded）ピンガー音を発するピンガーＢを装備してい
る。この水中航走標的１２は、探信式においては水中航
走体１１が輻射した超音波パルス信号を受信して実際の
水中目標からの反響音であるかのような模擬音を発生
し、聴音誘導式においてはあたかも実際の水中目標の航
走雑音であるかのような模擬音を発生する。

【００１８】１３は水面に浮上するフロート式のモニタ
装置で、水中航走体１１及び水中航走標的１２が発する
ピンガー音を受信するモニター用ハイドロフォン１３ａ
をリード線１３ｂを介して水面下に接続すると共に、レ
ーダ反射用コーナーレフレクター１３ｃを上部に装備す
る。レーダ反射用コーナーレフレクター１３ｃは、船舶
や航空機から水中航走体１１及び水中航走標的１２を発
射する際に、モニタ装置１３に対する水中航走体１１及
び水中航走標的１２の射入位置をレーダなどにより測定
する際に用いられる。

【００１９】また、モニタ装置１３は、電源部１３ｄ
と、コード化された時間データを発生する時間データ発
生部としてのタイマを含み受信したピンガー音を処理す
る信号処理部１３ｅと、処理されたピンガー音をタイマ
の時間データに対応させて磁気テープなどに記録する記
録部１３ｆとを有する。

【００２０】図１（ｂ）は、水中航走体１１及び水中航
走標的１２に装備されてそれぞれを区別するために異な
った発振周波数またはフェーズコード化されたピンガー
音を発生するピンガーＡ及びＢであり、ピンガー外筒１
４ａ内に、信号発生部１４ｂと、ピンガー音を発するピ
ンガー部１４ｃとを含んでいる。

【００２１】信号発生部１４ｂは、図示しない電源と、
モニタ装置１３内のタイマに同期すると共にコード化さ
れた時間データを発生する図示しない時間データ発生部
としてのタイマとを有し、ピンガー音を時間データによ
りコード化して時間データに対応させて発信する。

【００２２】図２は、水中航走体１１及び水中航走標的
１２の水深や舵機方向などの航走データを記録する記録
手段を示すブロック図である。同図において、記録手段
２０は、モニタ装置１３のタイマとピンガーＡ及びＢの
タイマに同期すると共にコード化された時間データを発
生する時間データ発生部としてのタイマ２１と、水中航
走体１１及び水中航走標的１２が位置する水深を検出す
る水深検出部２２とを有する。

【００２３】また、記録手段２０は、水中航走体１１及
び水中航走標的１２の航走方向を検出する舵機方向検出
部２３と、水中航走体１１及び水中航走標的１２の速力
を算出するためのスクリュー回転数を検出するスクリュ
ー回転数検出部２４と、検出された水深や舵機方向及び
スクリュー回転数をタイマ２１で発生する時間データに
対応させて随時に磁気テープなどに記録するデータ記録
部２５とを有する。

【００２４】図３は、例えば陸上の施設などにあって、
モニタ装置１３の記録データと水中航走体１１及び水中
航走標的１２の航跡データとに基づいて水中航走体１１
及び水中航走標的１２の航跡を再構成するデータ記録分
析装置３０を示すブロック図である。

【００２５】このデータ記録分析装置３０は、モニタ装
置１３と水中航走体１１及び水中航走標的１２の磁気テ
ープなどから記録データを再生する情報再生部としての
入力部３１と、レーダなどにより観測されるモニタ装置
１３に対する水中航走体１１及び水中航走標的１２の射
入位置が入力されると共に、この射入位置と入力部３１
で再生されたデータとを処理するコンピュータ本体３２
とを有する。

【００２６】また、データ記録分析装置３０は、コンピ
ュータ本体３２に、Ｘ−Ｙプロッタ３３と、プリンタ３
４と、映像表示手段３５と、フロッピーディスクやハー
ドディスクなどの情報記録媒体３６とを接続している。

【００２７】次に、上記構成の動作を説明する。まず、
水中航走体１１及び水中航走標的１２の航走データがそ
れぞれのデータ記録部２５に記録される動作と、水中航
走体１１及び水中航走標的１２から発信されたピンガー
音信号がモニタ装置１３内の記録部１３ｆに記録される
動作について説明する。

【００２８】水中航走体１１は、探信式においては、超
音波パルス信号を輻射しながら水中を航走して水中航走
標的１２からの超音波パルス信号の反響音により水中航
走標的１２を捜索し、聴音誘導式においては水中航走標
的が発生する航走雑音を受信して音源である水中航走標
的１２を捜索する。

【００２９】また、水中航走体１１は、航走中、モニタ
装置１３に自己の位置を知らせるためにピンガー音を発
信する。同様に、水中航走標的１２も、水中航走体１１
とは異なった周波数またはフェーズコード化されたピン
ガー音を発信する。

【００３０】水中航走体１１と水中航走標的１２が発す
る異なる周波数またはフェーズコード化されたピンガー
音は、モニタ装置１３に接続されたモニタ用ハイドロフ
ォン１３ａに受信される。受信されたピンガー音は、リ
ード線１３ｂを介してモニタ装置１３内の信号処理部１
３ｅで処理されて記録部１３ｆに逐次記録される。これ
は後にデータ記録分析装置３０によりピンガー音信号の
モニタ装置１３への到達時間を算出し水中音速を乗ずる
ことによって、水中航走体１１とモニタ装置１３間の相
対距離と、水中航走標的１２とモニタ装置１３間の相対
距離とを求めるために用いられる。

【００３１】他方では、水中航走体１１及び水中航走標
的１２の航走中の水深や舵機方向及びスクリュー回転数
などの航跡データは、水中航走体１１及び水中航走標的
１２に装備されている記録手段２０内の水深検出部２２
や舵機方向検出部２３及びスクリュー回転数検出部２４
でそれぞれ検出され、モニタ装置１３内のタイマに同期
したタイマ２１で発生する時間データに対応させてデー
タ記録部２５に逐次記録される。

【００３２】水中航走体１１及び水中航走標的１２は、
水中航走体１１が水中航走標的１２に設定距離まで近付
いた時点、または設定時間経過後に自動的に航走を停止
して浮上するようになっている。航走停止後は、水中航
走体１１及び水中航走標的１２内のデータ記録部２５か
ら航走データが取り出されると共にモニタ装置１３から
ピンガー音の記録データが取り出されて、これら航走デ
ータとピンガー音の記録データとに基づきデータ記録分
析装置３０により水中航走体１１及び水中航走標的１２
の航跡が作図される。なお、この段階では、水中航走体
１１及び水中航走標的１２の航走方位はまだ不明であ
る。

【００３３】次に、このようにして得られたモニタ装置
１３によるピンガー音の記録データと水中航走体１１及
び水中航走標的１２の航走データとに基づくデータ記録
分析装置３０の動作を説明する。図４（ａ）に、モニタ
装置１３のタイマにより発生する時間データと、モニタ
装置１３に記録された水中航走体１１及び水中航走標的
１２のピンガー音のパルスの一例を示す。

【００３４】モニタ装置１３の時間データと水中航走体
１１及び水中航走標的１２に装備されたピンガーＡ及び
Ｂの時間データとは同期するので、ピンガーＡ及びＢの
時間データに対応して発信されモニタ装置１３に記録さ
れたピンガー音は、図４（ａ）に示すように、モニタ装
置１３の時間データに同期する。

【００３５】図４（ａ）では、モニタ装置１３の時間デ
ータは例えば１秒毎に発生し、それと同期する１秒毎の
ピンガー音信号が例えば１秒後にモニタ装置１３に到達
していることを示す。なお、図４（ａ）では水中航走体
の変距は考慮していない。

【００３６】また、ピンガー音のピンガーパルスは、図
４（ａ）に示すように、例えば５秒毎にコード化（ピン
ガー音の周波数、位相、パルス幅またはパルス間隔の組
み合わせ）されている。

【００３７】このようにモニタ装置１３の時間データと
水中航走体１１及び水中航走標的１２のピンガーＡ及び
Ｂの時間データとが同期しかつコード化されていること
を利用して、データ記録分析装置３０は、モニタ装置１
３の時間データに対するモニタ装置１３に記録されたピ
ンガー音の発振時間の遅れを識別して、ピンガー音がモ
ニタ装置１３に到達するまでに要する時間を算出する。

【００３８】モニタ装置１３に到達したピンガー音の到
達時間を時間データに対応させて表すと、例えば図４
（ｂ）のようになる。図４（ｂ）において、横軸はタイ
マによる経過時間であり、縦軸はモニタ装置１３へのピ
ンガー音の到達時間である。

【００３９】なお、モニタ装置１３内のタイマで発生す
る時間データと、水中航走体１１及び水中航走標的１２
内の記録手段２０のタイマで発生する時間データと、ピ
ンガーＡ及びピンガーＢ内のタイマで発生する時間デー
タとの同期の設定は、水中では困難であるので、水中航
走体１１及び水中航走標的１２とモニタ装置１３の高性
能なタイマを正確な親時計、またはＧＰＳ（Global pos
itioning system）の時計データ、あるいは郵政省通信
総合研究所（茨城県三和町）で発振している標準時計デ
ータにより水中航走体１１及び水中航走標的１２の発射
前、モニタ装置１３の海中への設置前に、それぞれのタ
イマを初期設定することにより行われる。

【００４０】また、上記のような絶対時間ではなく、モ
ニタ装置１３と水中航走体１１及び水中航走標的１２の
それぞれのタイマに、所定の時点を０時０分０秒と設定
して同期させてもよい。

【００４１】データ記録分析装置３０は、上述したよう
に算出したピンガー音の到達時間を用いて下記の(１)式
で表される水中での音速計算式に基づきピンガー音の水
中での音速を算出し、この算出結果を用いて(２)式及び
(３)式に基づきモニタ装置１３から水中航走体１１及び
水中航走標的１２までの水平距離ｘを算出する。

【００４２】Ｃ＝1448.96＋4.591Ｔ−5.304×10^-2Ｔ²＋2.374×10^-4Ｔ³＋1.340(Ｓ−35）＋1.630×10^-2Ｄ＋1.675×10^-7Ｄ²−1.025×10^-2Ｔ(Ｓ−35) −7.139×10^-13ＴＤ³ … (１) Ｒ＝Ｃ×Ｔ_ｒ … (２) ｘ＝√[Ｒ²−（Ｚ_k−Ｚ_ｍ）²] … (３)

【００４３】上記(１)〜(３)式において、Ｔは海水温度
（℃）、Ｓは塩分濃度（％₀）、Ｄは水深（ｍ）、Ｃは
水中での音速（ｍ/Ｓec）、Ｔ_ｒは水中航走体１１及び
水中航走標的１２から発せられたピンガー音のモニタ装
置１３までの到達時間（Ｓec）、Ｚ_ｍはモニタ用ハイド
ロフォン１３ａの深度（ｍ）、Ｚ_ｋは水中航走体１１ま
たは水中航走標的１２の深度である。なお、(１)式の水
中での音速計算式は、一例として、Robert J．Urick著
「Principles of underwater sound」（3rd Editiom Mc
Grow−Hill Book company 1983年）を引用した。

【００４４】データ記録分析装置３０は、各時刻ｔ_１〜
ｔ_ｎにおいて、上記(２)式により、上記(１)式で表され
る１秒間の音速Ｃにモニタ装置１３へのピンガー音の到
達時間Ｔ_rを掛けることによって水中航走体１１及び水
中航走標的１２とモニタ装置１３との距離Ｒを求め、さ
らに水中航走体１１及び水中航走標的１２とモニタ装置
１３との水平距離ｘ₁〜ｘ_nを(３)式の三平方の定理によ
り求めて、各時刻ｔ₁〜ｔ_nでの水中航走体１１とモニタ
装置１３との水平距離のデータファイルと、水中航走標
的１２とモニタ装置１３との水平距離のデータファイル
を作成する。

【００４５】各時刻ｔ₁〜ｔ_nでの、水中航走体１１及び
水平航走標的１２とモニタ装置１３との水平距離ｘ₁〜
ｘ_nは、図４（ｂ）のピンガー音の到達時間に対して例
えば図４（ｃ）のように表される。

【００４６】また、データ記録分析装置３０は、水中航
走体１１及び水中航走標的１２から取り出された航走デ
ータを解析して、例えば図５に示すような水中航走体１
１及び水中航走標的１２の航跡Ａを求める。なお、航跡
データからは航跡Ａが求まるだけで、モニタ装置１３に
対する航跡Ａの方位はまだ不明である。

【００４７】そこで、データ記録分析装置３０は、モニ
タ装置１３に対する航跡Ａの方位を以下に説明するよう
にして求める。データ記録分析装置３０による航跡Ａの
方位を求める動作は、水中航走体１１と水中航走標的１
２とで同様であるので、ここでは水中航走体１１につい
てのみ図５を用いて説明する。

【００４８】図５において、Ｑ(ｔ₁)〜Ｑ(ｔ_n)よる時刻
ｔ₁〜ｔ_nでの水中航走体１１の位置であり、特にＱ
(ｔ₁)は時刻ｔ₁に水中航走体１１が航空機などから水中
に投下された位置（スプラッシュポイント）、Ｑ(ｔ_n)
は時刻ｔ_nで水中航走体１１の航走が終了して水上に浮
上した位置である。

【００４９】各時刻ｔ₁〜ｔ_nでの水中航走体１１は、モ
ニタ装置１３に対する射入位置Ｑ(ｔ₁)が明確なときに
は、射入位置Ｑ(ｔ₁)を中心にモニタ装置１３と射入位
置間の水平距離Ｒ_pqを半径とする円周上のどこかに存在
する。しかし、モニタ装置１３に対する射入位置Ｑ
(ｔ₁)の方位は不明であるので、射入方位に対するモニ
タ装置１３の位置が円周上のどこに存在するかは特定で
きない。そこで、データ記録分析装置３０は、以下の処
理によりモニタ装置１３が円周上のどこに存在するかを
特定する。

【００５０】実際には、固定されたモニタ装置１３に対
して水中航走体１１の航跡Ａの方位が３６０度変化する
のであるが、ここでは計算の簡略化のために、航跡Ａを
固定して射入位置Ｑ(ｔ₁)を中心にした円周に沿ってモ
ニタ装置１３の位置を回転させながら射入位置Ｑ
（ｔ₁）に対するモニタ装置１３の方位を相対的に探し
て特定することで、モニタ装置１３に対する航跡Ａの方
位を求める。図５中、Ｐ₁〜Ｐ_mは、計算に用いられる円
周上のモニタ装置１３の位置を示す。

【００５１】まず、円周上の任意の点Ｐ₁と射入位置Ｑ
(ｔ₁)とを結ぶ方向を０度の方向即ち基準方位線とす
る。そして、点Ｐ₁を固定しておき航跡Ａ上の位置をＱ
(ｔ₂)，Ｑ(ｔ₃),…と変化させて点Ｐ₁とＱ(ｔ₂)，Ｑ(ｔ
₃),…との水平距離ｙ₁₁，ｙ₁₂，…を求める。即ちモニ
タ装置１３と航跡Ａ間の幾何学上の水平距離ｙ₁₁を求め
る。

【００５２】これと同様にして、円周上を点Ｐ_２，
Ｐ_３，…，Ｐ_mとシフトさせて０度の方向から少しずつ
角度を変え、円周上の各点Ｐ_２，Ｐ_３，…，Ｐ_mと航跡
Ａとの水平距離ｙ_2j〜ｙ_nj(ｊ＝1,2,3,…,n)を求める。

【００５３】そして、このようにして求めたモニタ装置
１３と航跡Ａ間の幾何学上の水平距離ｙ_1j〜ｙ_nj(j＝1,
2,3,…,n)と、モニタ装置１３に記録されたピンガー音
の記録データにより求めた各時刻ｔ₁〜ｔ_nでの水中航走
体１１とモニタ装置１３間の水平距離ｘ_i(1,2,3,…,n)
との相関関係を、下記の(４)〜(９)式で表される相関関
係理論式を用いて求める。

【００５４】ｘバー＝Σｘ_i／ｎ … (４) ｙバー＝Σｙ_ij／ｎ … (５) ｓ_xx＝Σ（ｘ_i−ｘバー）^２… (６) ｓ_yy＝Σ（ｙ_ij−ｙバー）^２… (７) ｓ_xy＝Σ（ｘ_i−ｘバー）（ｙ_ij−ｙバー） … (８) ｒ＝ｓ_xy／√(ｓ_xx・s_yy) … (９) なお、ｉ，ｊ＝1,2,3,…,ｎ

【００５５】上記(４)〜(９)式において、ｘバーはモニ
タ装置１３に記録されたピンガー音の記録データに基づ
いて求めたモニタ装置１３と水中航走体１１との平均水
平距離、ｙバーは円周上の点Ｐ₁〜Ｐ_mと水中航走体１１
の航跡データに基づいて算出した航跡Ａの各点Ｑ(ｔ₁)
〜Ｑ(ｔ_n)との幾何学上の平均水平距離である。

【００５６】また、ｓ_xxは水中航走体１１とモニタ装置
１３間の各時刻ｔ₁〜ｔ_nでの水平距離ｘ₁〜ｘ_nとその平
均水平距離ｘバーとの差の平方和、ｓ_yyは水中航走体１
１の航跡データにより求めたモニタ装置１３と航跡Ａ間
の各時刻ｔ₁〜ｔ_nでの幾何学上の水平距離ｙ_1j〜ｙ_nj(j
＝1,2,3,…,n)とその平均水平距離ｙバーとの差の平方
和、ｓ_xyは水平距離ｘ₁〜ｘ_nとその平均水平距離ｘバー
との差と水平距離ｙ_1j〜ｙ_nj(j＝1,2,3,…,n)とその平
均水平距離ｙバーとの差との積和、ｒは相関係数であり
−１≦ｒ≦１の範囲にある。

【００５７】ここで、上記式(４)〜(９)を用いた計算例
を具体的に説明する。モニタ装置１３の位置を１度ずつ
シフトして360度の各点Ｐ_ｍ（ｍ＝1,2,3,…,359）につ
いて計算する。モニタ装置１３へのピンガー音の記録デ
ータに基づいて求めたモニタ装置１３と水中航走体１１
間の水平距離ｘ₁〜ｘ_nと、水中航走体１１の航跡データ
に基づいて求めたモニタ装置１３と水中航走体１１間の
水平距離ｙ_1j〜ｙ_359j（j＝1,2,3,…,n）は、それぞれ
ｘ_i：ｙ_1j，ｘ_i：ｙ_2j，ｘ_i：ｙ_3j，…,ｘ_i：ｙ_359j(i,
j＝1,2,3,…,n)と対応する。

【００５８】いま、点Ｐ_２で相関係数ｒ＝１であったと
すると、ｘ₁＝ｙ₂₁，ｘ₂＝ｙ₂₂，ｘ₃＝ｙ₂₃，…,ｘ_n＝
ｙ_2nとなり、この点Ｐ_２における水中航走体１１の航跡
データに基づくモニタ装置１３と水中航走体１１間の水
平距離ｙ_2j（ｊ＝1,2,3,…,n）が、モニタ装置１３への
ピンガー音の記録データに基づくモニタ装置１３と水中
航走体１１間の水平距離ｘ_i（ｉ＝1,2,3,…,n）に最も
相関関係が高い。

【００５９】従って、モニタ装置１３の位置は円周上の
点Ｐ_２であり、モニタ装置１３に対する射入位置Ｑ
(ｔ₁)の方位が特定され、モニタ装置１３に対してその
方位を射入位置Ｑ(ｔ₁)とする航跡Ａの海面下に水中航
走体１１が存在するとされる。

【００６０】このように、時刻ｔ₁での水中航走体１１
の射入位置Ｑ(ｔ₁)を中心にこの射入位置Ｑ(ｔ₁)とモニ
タ装置１３間の水平距離Ｒ_pqを半径とする円周上を任意
の０度の方向から角度を変えてシフトさせ、円周上の各
点Ｐ_m(ｍ＝1,2,3,…,359)における相関係数ｒが１に最
も近い円周上の点にモニタ装置１３が存在するとされ
て、モニタ装置１３に対する水中航走体１１の航跡が再
構成される。

【００６１】水中航走標的１２についても水中航走体１
１と同じようにして航跡が再構成される。そして、再構
成された水中航走標的１２の航跡と水中航走体１１の航
跡とが比較されて、水中航走体１１による水中航走標的
１２の追跡状態が評価される。

【００６２】なお、ここでは便宜上、射入位置Ｑ(ｔ₁)
を中心とした円周を用いているが、射入位置Ｑ(ｔ₁)が
不明なときは、ピンガー音により求めた航跡Ａ上の任意
の点Ｑ(ｔ₂）〜Ｑ(ｔ_n)を中心としてその時刻ｔ₂〜ｔ_n
でのモニタ装置１３のピンガー音記録データに基づくモ
ニタ装置１３と水中航走体１１間の水平距離を半径とす
る円周を用いる。

【００６３】

【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明の水
中航走体の航跡評価方法は、水中航走標的及び水中航走
体の航走データに基づいてそれぞれの航跡を求めると共
に、上記水中航走標的及び上記水中航走体のピンガー音
を上記航走データに同期して受信記録するモニタ装置の
記録データに基づいてピンガー音の上記モニタ装置への
到達時間を演算して上記モニタ装置と上記水中航走標的
及び上記水中航走体との第１の水平距離を求め、上記モ
ニタ装置に対する上記水中航走標的及び上記水中航走体
の射入位置または任意時刻での航走位置のいずれかを中
心としてその時刻での上記第１の水平距離を半径とする
円周上の点と上記水中航走標的及び上記水中航走体の航
跡上の各位置との第２の水平距離を求め、上記第１と第
２の水平距離とが一致する上記円周上の点を上記モニタ
装置の位置とし、上記水中航走標的及び上記水中航走体
の航跡を評価するようにしたことによって、水中航走標
的及び水中航走体が空中発射されたときでも、水中航走
体の航跡を正確に再構成して評価することができるとい
う効果を奏する。

【００６４】また、この発明の水中航走体の航跡評価装
置は、水中航走標的にピンガー音を発生させながら自ら
の第１航走データを記録手段に記録すると共に、この水
中航走標的を追跡する水中航走体に上記水中航走標的と
は異なるピンガー音を発生させながら上記第１航走デー
タに同期して自らの第２航走データを記録手段に記録
し、これらピンガー音を上記第１及び第２航走データに
同期してモニタ装置に受信記録して、データ記録分析装
置により、上記第１及び第２航走データに基づいて上記
水中航走標的及び上記水中航走体の航跡を求めると共
に、上記モニタ装置の記録データに基づき上記モニタ装
置に対する上記航跡の方位を求めて、上記水中航走標的
及び上記水中航走体の航跡を評価するよう構成したこと
によって、小規模で省力化されかつ低コストに構成され
ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のモニタ装置とピンガーの
概観図である。

【図２】この発明の一実施例の水中航走体及び水中航走
標的内の記録手段を示すブロック図である。

【図３】この発明の一実施例のデータ記録分析装置を示
すブロック図である。

【図４】この発明の一実施例の動作を説明するための特
性図である。

【図５】この発明の一実施例の動作を説明するための平
面図である。

【図６】従来装置を示す構成図である。

【図７】従来装置の動作の説明図である。

【符号の説明】

１１水中航走体１２水中航走標的１３モニタ装置２０記録手段３０データ記録分析装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水中航走標的を追跡する水中航走体の追
跡状態を評価する水中航走体の航跡評価方法において、
水中航走標的とこの水中航走標的を追跡する水中航走体
とからそれぞれ異なる周波数またはフェーズコード化さ
れたピンガー音を発生させ、かつそれぞれに自らの航走
データを記録し、上記水中航走標的及び上記水中航走体
のピンガー音を上記航走データに同期してモニタ装置に
より受信記録し、上記航走データに基づいて上記水中航
走標的及び上記水中航走体の航跡を求めると共に、上記
モニタ装置の記録データに基づいて上記水中航走標的及
び上記水中航走体から発せられたピンガー音の上記モニ
タ装置への到達時間を演算して上記モニタ装置と上記水
中航走標的及び上記水中航走体との第１の水平距離を求
め、上記モニタ装置に対する上記水中航走標的及び上記
水中航走体の射入位置または任意時刻での航走位置のい
ずれかを中心としてその時刻での上記第１の水平距離を
半径とする円周上の点と上記水中航走標的及び上記水中
航走体の航跡上の各位置との第２の水平距離を求め、上
記第１と第２の水平距離とが一致する上記円周上の点を
上記モニタ装置の位置とし、上記水中航走標的及び上記
水中航走体の航跡を評価することを特徴とする水中航走
体の航跡評価方法。
【請求項２】水中航走標的を追跡する水中航走体の追
跡状態を評価する水中航走体の航跡評価装置において、
ピンガー音を発すると共に自らの第１航走データを記録
する記録手段を備える水中航走標的と、この水中航走標
的とは異なるピンガー音を発しながら上記水中航走標的
を追跡すると共に上記第１航走データに同期して自らの
第２航走データを記録する記録手段を備える水中航走体
と、上記水中航走標的及び上記水中航走体のピンガー音
を上記第１及び第２航走データに同期して受信記録する
モニタ装置と、上記第１及び第２航走データに基づいて
これらの航跡を求めると共に、上記モニタ装置の記録デ
ータに基づき上記モニタ装置に対する上記航跡の方位を
求めて、上記水中航走標的及び上記水中航走体の航跡を
評価するデータ記録分析装置とを備えたことを特徴とす
る水中航走体の航跡評価装置。