JPH0625666B2 - 海底基準点による測深装置 - Google Patents

海底基準点による測深装置

Info

Publication number
JPH0625666B2
JPH0625666B2 JP1025877A JP2587789A JPH0625666B2 JP H0625666 B2 JPH0625666 B2 JP H0625666B2 JP 1025877 A JP1025877 A JP 1025877A JP 2587789 A JP2587789 A JP 2587789A JP H0625666 B2 JPH0625666 B2 JP H0625666B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
depth
transponder
sonar
reference point
seabed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1025877A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02206715A (ja
Inventor
正之 三浦
悟 三浦
哲樹 菊地
政明 植田
寿美 田川
國喜 中込
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kajima Corp
Original Assignee
Kajima Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kajima Corp filed Critical Kajima Corp
Priority to JP1025877A priority Critical patent/JPH0625666B2/ja
Publication of JPH02206715A publication Critical patent/JPH02206715A/ja
Publication of JPH0625666B2 publication Critical patent/JPH0625666B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、海底基準点による測深装置に関する。
[従来の技術] 例えば海洋土木工事(橋梁、防波堤、沖合人工島等)の
海底地形調査、海底掘削面の形状調査、出来高調査、捨
石マウンドの均し形状調査等の海底地形の調査には、海
上の船舶から超音波測深機で計測する方法が一般に利用
されている。また、海底に走行ロボットや架台を吊り下
ろし、これらに搭載した超音波測深機で計測する技術
が、一部に利用されている。
[発明が解決しようとする課題] 上記の従来方法において前者は、測深位置を海岸から光
学測量や電波測量等で計測し、船舶の動揺等を補正して
測深データと加算して海底までの深さを計測するため、
精度をプラス・マイナス数十cm以下にすることは困難で
あった。
また、後者は、測深位置を船底に設置した複数個のトン
ラスポンダによるいわゆるSBL式トランスポンダ方式
を用い、超音波を利用して測距する方法であるが、海水
の温度勾配や潮流などにより、1m程度の誤差が生じて
いた。
また、実開昭60−148974号全文明細書には、海
底に測量機を置き、これと連動する水中作業機械を用い
ることにより、音速が変化しても補正を要しないで、水
深測定を容易に行うことができる水中作業機械の水準測
量装置が開示されている。しかし、海底面の平面座標及
び深度(具体的には、等深線図、深度分布図及び断面図
等)を求めることはできない。
本発明は、これらの不具合を解消し、高精度で海底面の
平面座標と深度とを求める海底基準点による測深装置を
提供することを目的としている。
[原理] 本発明は種々研究の結果、海底にあらかじめ深度を正確
に計測した基準点に高精度水深計を設置し、他方、支援
船から吊り下ろした架台に同様な高精度水深計を搭載
し、これら2台の高精度水深計の差圧分に基準点の深度
を加算して架台の吊り下ろし深度を算出し、その吊り下
ろし深度を基準にして海底面の深度を高精度に測深でき
ることを見出した。
すなわち、水深計の水深Dは、 D=(P−PA)×(1/d)×(1/g) ここで、P:水深計圧力 PA:大気圧 d:海水密度 g:重力加速度 で表され、密度dは海水の温度、塩分濃度によって変化
し、これらの海面から海底までの勾配変化により深度を
正確に求めることは困難である。
これに対し第1図に示すように、基準点Pと図示しない
支援船から吊り下ろした架台(あるいは走行ロボット)
Tにそれぞれ水深計MP 、MT を設け、それら水深計の
圧力をPP 、PT 、水深をDP 、DT 、水深計MP の深
度をD0 とすると、 架台Tの深度は、 D0 +(DT −DP )=D0 +{(PT −PA ) ×(1/d)×(1/g)} −{(PP /−PA )×(1/d′) ×(1/g)} となり、DP とDT の差が小さい場合は、d≒d′とな
り、 D0 +(DT −DP )=D0 +(PT −PP ) ×(1/d)×(1/g) となり、大気圧は相殺され、両水深計MP 、MT の差圧
により架台の深度を正確に求め、したがって、海底面の
深度を正確に求められる。
また、架台にトランスポンダを設け、そのトランスポン
ダからあらかじめ海底の複数個所に設置し、設置座標が
既知のトランスポンダに超音波信号を発信し、その応答
時間から架台の平面座標を正確に求めることができるこ
とを見出した。本発明は、このような原理に基づいてな
されたものでる。
[課題を解決するための手段] 本発明によれば、支援船から吊り下ろされる架台に固設
された第1のトランスポンダ、第1の水深計、傾斜計、
ジャイロコンパス及び該架台に移動自在に設けられ超音
波ソナーと、設置座標が既知な海底の複数箇所に設けら
れ前記第1のトランスポンダからの信号に応信する第2
のトランスポンダと、海底の基準点に設置された第2の
水深計と、前記支援船に設けられた処理装置とを備え、
該処理装置に、前記第1のトランスポンダが接続された
水中位置測定装置、前記ジャイロコンパス及び傾斜計が
接続されたジャイロ表示器と、前記超音波ソナーが接続
されたソナー制御装置と、前記第1の水深計が接続され
たコンピュータと、前記水中位置測定装置と、ソナー制
御装置及びコンピュータが接続されたディスプレイ及び
プリンタを備えているデータ記録装置と、該データ記録
装置のフロッピィディスクを処理するディスプレイ、プ
リンタ及びプロッタを備え等深線図、深度分布図及び断
面図等を出力する出力用コンピュータとを設けている。
前記水深計は、例えば水晶発振式圧力センサを備えた潮
位計を用いるのが好ましい。
[作用] 上記のように構成された海底基準点による測深装置にお
いては、架台の第1のトランスポンダから第2のトラン
スポンダに超音波信号を発信してその応答時間から架台
の平面位置を求める。
次いで、第1の水深計と第2の水深計の差圧から架台の
深度を求める。
次いで、傾斜角及びジャイロコンパスにより架台の方位
角、トリム角、ヒール角を補正し、超音波トナーの位置
座標を三次元的に求める。
次いで、超音波ソナーを移動し海底を走査して海底まで
の距離を測距し、位置測定装置によりその測距データと
位置座標とから海底面の平面座標と深度とを求め、例え
ば等深線図、深度分布図、断面図等を処理装置を求め
る。
[実施例] 以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第2図において、支援船1からは全体を符号10で示す
架台が海底に吊り下ろされており、その架台10の周り
には、複数個(図示の例では3個)の第2のトランスポ
ンダである子局トランスポンダ2が設けられ、また、海
底基準点Pには第2の水深計である水晶発振式圧力セン
サを備えた第2の潮位計3が設けられている。
第3図において、架台10の脚部11、11上には平行
なレール12、12が設けられている。そのレール一端
には、第1のトランスポンダである親局トランスポンダ
13と、それに近接して第1の水深計である前記第2の
潮位計3と同様な第1の潮位計14とが設けられ、一方
の脚部11の付近には、ジャィロコンパス15と傾斜計
16とが設けられている。そして、レール12、12に
は、トラベラ17が油圧駆動装置18により長手方向に
移動自在に設けられており、移動量を計測するロータリ
エンコーダ19(第4図)が設けられている。なお、図
中の符号11a、11aはバランスウエイトである。
そのトラベラ17には、レール12、12に直交してビ
ーム19aが固設され、このビーム19aの両端下部に
は、それぞれ超音波ソナー20、20が設けられてい
る。
第4図において、支援船1には、全体を符号PUで示す
処理装置が設けられ、その処理装置PUには、架台10
の親局トランスポンダ13、水温計21が接続された水
中位置測定装置23、位置表示装置24と、ジャイロコ
ンパス15、傾斜計16が接続されたジャイロ表示器2
5と、超音波ソナー20が接続されたソナー制御装置2
6、ソナーカラー指示器27と、第1の潮位計14が接
続されたハンドヘルドコンピュータ28、無線モデム2
9と、油圧駆動装置18、ロータリエンコーダ19が接
続されたモータ制御盤30、コントローラ31とが設け
られている。その無線モデム29は、強潮流ブイ4に設
けられ第2の潮位計3に接続されたハンドヘルドコンピ
ュータ32と無線モデム33を介して交信するようにな
っている。
また、水中位置測定装置23、ソナー制御装置26、ハ
ンドヘルドコンピュータ28及びコントローラ31は、
ディスプレイ34、プリンタ35を備えたデータ記録装
置36に接続され、そのフロッピィディスク37を処理
する出力用パーソナルコンピュータ38が設けられてお
り、そのパーソナルコンピュータ38には、ディスプレ
イ39、プリンタ40及びプロッタ41が接続されてい
る。
計測に際し、親局トランスポンダ13からあらかじめ海
底の3箇所に設置され設置座標が既知の子局トランスポ
ンダ2に超音波信号を発振し、その応答時間から水中位
置測定装置23で親局トランスポンダ13の位置を測定
する。この際、水深方向のデータは、架台10と子局ト
ランスポンダの設置水深の差が小さいと原理的に正確な
値が得られない。
これに対し第1の潮位計14と第2の潮位計3との差圧
から、原理に示したように正確な深度を算出し、前述の
トランスポンダ2、13による平面座標(X、Y)にあ
らじめデータとして入力し、平面座標の計測誤差を小さ
くする。
このようにして求めた架台10の位置(X、Y、Z座
標)を基準とし、ジャイロコンパス15、傾斜計16の
方位角α、トリム角β及びヒール角γのデータにより第
5図ないし第7図に示すように、架台10の姿勢による
超音波ソナー20、20の位置座標を三次元的に補正す
る。
計測は超音波ソナー20により、例えば機械的な走査方
式で走査角を図示しない走査角用ロータリエンコーダで
計測し、架台10の長手方向の移動量はロータリエンコ
ーダ19で計測し、走査ビームBの走査角θに対応した
測距データを取り込み、ソナー制御装置26で平面的に
測距し、この測距データと超音波ソナー20の三次元座
標から走査した海底面の平面座標と深度を算出する。な
お、走査ビームBの径は、従来の超音波ソナーで海面下
60mを走査した場合のビーム径の1mに対し30cmと
小さく、凹凸形状を正確に計測することができる。
上記により超音波ソナー20で得られた海底面の平面座
標と深度のフロッピィディスク37に収められたデータ
をパーソナルコンピュータ38で処理し、所定の等深線
図C1 (第8図)、深度分布図C2 (第9図)、横軸を
一方向座標、縦軸は深度で示した断面図C3 (第10
図)を作成する。
この実施例では第9図に示すように、40×49メッシ
ュ(メッシュ寸法25cm)で分割したX=10m、Y=
12.25mの測深範囲の深度分布図C2 を出力してい
るが、一設置地点当り最大100×100メッシュに分
割し、X=14.5m、Y=20mの測深範囲を、位置
精度プラス・マイナス40cm以内、測深精度プラス・マ
イナス10cm以内、深度のバラツキ5mm以下の精度で、
10分の測深時間で出力することができる。なお、第9
図の縦線の数は深度を表している。
[発明の効果] 本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。
(A) 海底に吊り下ろした超音波ソナーからのビーム
を走査し、ビーム径を従来より大巾に小さくして凹凸形
状を正確に測定することができる。また、架台の平面座
標(X、Y座標)を親及び子トランスポンダにより、潮
流や水温勾配の影響を受けずに正確に計測することがで
きる。
(B) また、架台の深度(Z座標)を、2台の潮位計
の差圧により水温、塩分濃度、大気圧、潮位変化などの
影響を受けずに正確に計測することができる。
(C) したがって、海底面の平面座標と深度とを高精
度で求め、等深線図、深度分布図及び断面図等を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に基づく原理を説明する図面、第2図は
本発明を実施する装置の概略を示す斜視図、第3図は第
2図の架台の詳細を説明する斜視図、第4図は機器の全
体構成図、第5図、第6図及び第7図は架台の方位角、
トリム角及びヒール角の補正状態を示す側面図、第8
図、第9図及び第10図は計測結果を示す等深線図、深
度分布図及び断面図である。 P……海底基準点、PU……処理装置、1……支援船、
2……子局トランスポンダ、3……第2の潮位計、10
……架台、13……親局トランスポンダ、14……第1
の潮位計、15……ジャイロコンパス、16……傾斜
計、18……油圧駆動装置、19……ロータリエンコー
ダ、20……超音波ソナー、23……水中位置測定装
置、38……出力用パーソナルコンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 政明 東京都港区元赤坂1丁目2番7号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 田川 寿美 大阪府大阪市西区阿波座1―3―15 鹿島 建設株式会社大阪支店内 (72)発明者 中込 國喜 大阪府大阪市西区阿波座1―3―15 鹿島 建設株式会社大阪支店内 (56)参考文献 実開 昭60−148974(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】支援船から吊り下ろされる架台に固設され
    た第1のトランスポンダ、第1の水深計、傾斜計、ジャ
    イロコンパス及び該架台に移動自在に設けられた超音波
    ソナーと、設置座標が既知な海底の複数箇所に設けられ
    前記第1のトランスポンダからの信号に応信する第2の
    トランスポンダと、海底の基準点に設置された第2の水
    深計と、前記支援船に設けられた処理装置とを備え、該
    処理装置に、前記第1のトランスポンダが接続された水
    中位置測定装置、前記ジャイロコンパス及び傾斜計が接
    続されたジャイロ表示器と、前記超音波ソナーが接続さ
    れたソナー制御装置と、前記第1の水深計が接続された
    コンピュータと、前記水中位置測定装置と、ソナー制御
    装置及びコンピュータが接続されたディスプレイ及びプ
    リンタを備えているデータ記録装置と、該データ記録装
    置のフロッピィディスクを処理するディスプレイ、プリ
    ンタ及びプロッタを備え等深線図、深度分布図及び断面
    図等を出力する出力用コンピュータとを設けたことを特
    徴とする海底基準点による測深装置。
JP1025877A 1989-02-06 1989-02-06 海底基準点による測深装置 Expired - Fee Related JPH0625666B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1025877A JPH0625666B2 (ja) 1989-02-06 1989-02-06 海底基準点による測深装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1025877A JPH0625666B2 (ja) 1989-02-06 1989-02-06 海底基準点による測深装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02206715A JPH02206715A (ja) 1990-08-16
JPH0625666B2 true JPH0625666B2 (ja) 1994-04-06

Family

ID=12178016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1025877A Expired - Fee Related JPH0625666B2 (ja) 1989-02-06 1989-02-06 海底基準点による測深装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0625666B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5030098B2 (ja) * 2007-08-22 2012-09-19 一般財団法人電力中央研究所 海底湧水状況検出システム
JP5780218B2 (ja) * 2012-07-10 2015-09-16 株式会社本間組 水中施工装置とその施工方法
JP2019196624A (ja) * 2018-05-09 2019-11-14 五洋建設株式会社 水中作業支援方法及び水中作業支援システム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60148974U (ja) * 1984-03-15 1985-10-03 株式会社小松製作所 水中作業機械の水準測量装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02206715A (ja) 1990-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110319811B (zh) 一种自适应波浪效应的水下单波束高精度探测系统及方法
JPH10325871A (ja) ナローマルチビーム深浅測量システム
CN111350214B (zh) 多波束水下钢管桩桩位测量方法
ATE480784T1 (de) Verfahren zur erzeugung eines dreidimensionalen bildes
CN113253285A (zh) 定点式三维全景成像声呐系统升级为走航式系统的方法
JP7740679B2 (ja) 音響測深装置システム
JP2002090456A (ja) 地形計測装置
RU2461021C2 (ru) Устройство для определения поправок к глубинам, измеренным эхолотом при съемке рельефа дна акватории
CN109059746A (zh) 一种基于精密pos的海底地形测量方法
JPH10123247A (ja) リアルタイム水中施工管理方法
JP2004170632A (ja) 3次元海底地形データ作成装置
Gibeaut et al. Increasing the accuracy and resolution of coastal bathymetric surveys
JPH0625666B2 (ja) 海底基準点による測深装置
JP2001074834A (ja) 水中構築物の計測方法
JP2004271326A (ja) 海底地盤挙動計測システム
JPH10299020A (ja) 水中構造物の据付・沈設方法及び装置
CN105137439A (zh) 一种二维旋回式单波束水声测量系统及其测量方法
JP2004170204A (ja) 航海支援装置及び航海支援システム
JPH08201515A (ja) 航海用情報処理装置
CN117008177A (zh) 基于一体化平台的海底控制点三维坐标标定方法
JPH0651060A (ja) 水底地形測量装置
JPH10332825A (ja) 海底地形測量方法及び装置
JPH0375580A (ja) 海底地形図作成装置
Fatkhi et al. Modern methods of hydrometric research: bathymetric works using echo sounder
KR102776814B1 (ko) 수심측량 장비의 수평유지장치

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees