JPH10206153A - 水深測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浅瀬や急流などの悪条件下や天候の影響など
を受けずに水深を測定することが可能で、水深測定箇所
の正確な位置情報を得ることのできる水深測定装置を提
供する。 【解決手段】 遠隔操作式ジェットポンプ型推進船１
と、操縦用送信機２と、基地局３とからなる。遠隔操作
式ジェットポンプ型推進船１は、操作用受信機22と、前
記操作用受信機22に接続した制御機構21とを有する。ま
た、音響測深機23と、この音響測深機23に接続したデー
タ送信装置24とを備える。さらに、人工衛星37，37Ａ，
37Ｂ，37Ｃからの時刻信号波Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を
受信しうるＧＰＳ受信機25とを備える。基地局３は、前
記音響測深機23のデータ送信装置24から送信されたデー
タ受信機とマイクロコンピュータとを内蔵した水深解析
装置31を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遠隔操作式ジェッ
トポンプ型推進船を用いた水深測定装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近年、道路交通網の発
達により日本における橋梁の数は増加の一途であり、河
川だけでなく沿岸部や海峡など海上にも建設されるよう
になってきている。このような橋梁下部構造に被害を与
える洪水、波浪等に対応するため、基礎の補修、補強施
工を行う必要があるが、この際には河川などの洗掘が重
要である。従来の洗掘調査では、ボート上から作業者が
河床などの深さを計測する方法が中心であり、水中部の
詳細な調査が必要な場合は潜水士を潜らせて直接調査せ
ざるをえなかった。しかしながら、このような方法で
は、川幅が狭い箇所や岩礁の存在する箇所での調査は困
難であり、河川や海などの流れが速いと作業に危険を伴
うという問題点があった。

【０００３】そこで、このような河川や海の沿岸部の水
深の測定を目的として音響測深機などの水深測定機を搭
載したラジオコントロールなど遠隔操作の可能な無人の
モーターボートを操作して水深の測定を行うことが考え
られるが、このような装置は観測機であるモーターボー
トが無人であるので作業の安全性が改善されるものの、
図８に示すようにモーターボート41は船底42の中央部42
Ａが下方に凸状となっているばかりか、この船底42より
もさらに下側にスクリュー43が設けられているため、浅
瀬では河床や岩礁などがこのスクリュー43の障害となる
ため浅瀬などの水深の測定には適しないという問題点が
ある。また、ホバークラフト、プロペラ船などを用いる
ことも考えられるが、ホバークラフトやプロペラ船など
はその推進力の関係上、急流や波浪時には安定した走行
ができない。さらに、上述したモーターボート、ホバー
クラフト、プロペラ船などは、素早い方向転換ができな
いので、岩礁などに対する回避性能が十分でない。しか
も、これらの遠隔操作によるモーターボート、ホバーク
ラフト、あるいはプロペラ船などは、無人であるのでそ
の正確な位置情報を得るのは困難である。これらの理由
により従来、浅瀬や岩礁あるいは急流などの箇所におけ
る水深の測定に対応できる水深測定装置はなかった。

【０００４】本発明は、上記課題に基いてなされたもの
であり、浅瀬や急流などの悪条件下や天候の影響などを
受けずに水深を測定することが可能な水深測定装置を提
供することを目的とする。また、本発明は、水深測定箇
所の正確な位置情報を得ることのできる水深測定装置を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の水深
測定装置は、操作用受信機と前記操作用受信機に接続し
た制御装置と水深測定機と人工衛星からの電波を受信し
うるＧＰＳ受信機とを備えるジェットポンプ型推進船
と、前記ジェットポンプ型推進船の遠隔操作装置とを有
するものである。

【０００６】このような構成を採用することにより、遠
隔操作装置でジェットポンプ型推進船を遠隔操作して所
望の位置まで移動させて、水深測定機により水深の測定
を行うことができる。また、人工衛星からの電波を受信
しうるＧＰＳ受信機をジェットポンプ型推進船に取り付
けたことにより、ジェットポンプ型推進船の位置をＧＰ
Ｓ（汎地球測位システム）により正確に把握し、水深測
定機による測定した水深と、位置情報とを組み合わせる
ことにより水深の分布を正確に把握することができる。
このような水深の測定においてジェットポンプ型推進船
は、推進機構であるジェットポンプの噴射方向を変化さ
せることによりその進路を変更するものであるので、進
路変更が迅速でかつ急激な進路変更が可能であり、複数
箇所の水深の測定を素早く行うことができる上に、岩礁
などの危険物回避性に優れている。さらに、ジェットポ
ンプは水流を直接噴射するものであるので、推進力を大
きくすることができ、急流や波などの影響を受けにく
い。

【０００７】また、請求項２の水深測定装置は、前記ジ
ェットポンプ型推進船が、前記水深測定機に接続したデ
ータ送信装置を備え、前記水深測定装置がさらにデータ
送信装置から送信されたデータの受信機と受信したデー
タの解析装置とを備えた基地局を有するものである。

【０００８】このような構成を採用することにより、水
深測定機により測定した水深の測定データをデータ送信
装置により送信して、基地局のデータの受信機でこれを
受信し、この受信機で受信したデータを解析装置で解析
することにより地上局で水深を知ることができる。

【０００９】

【発明の実施形態】以下、本発明の一実施例について図
１から図７を参照して詳細に説明する。本実施例の水深
測定装置は、図１に示すようにジェットポンプ型推進船
１と、遠隔操作装置たるラジオコントロールなどによる
操縦用送信機２と、地上に設けられた基地局３とから構
成される。まず、ジェットポンプ型推進船１について説
明すると、ジェットポンプ型推進船１は、図１及び図２
に示すように基本的には船本体４とこの船本体４の左右
両側に設けられた一対のフロート５とからなる。この船
本体４の船底４Ａの後部側には、船首・船尾方向に向け
て溝６が形成されていて、この溝６の後端部内側に船底
４Ａから突出することなくジェットポンプ７が設置され
ている。

【００１０】このジェットポンプ７は、図３に示すよう
に図示しない駆動装置に連結したドライブシャフト11
と、このドライブシャフト11の先端に接続された５枚翼
のインペラ12と、このインペラ12の外側に設けられた円
筒状のガイド13と、このガイド13の先端に取付けられた
ノズル部材14と、このノズル部材14に設けられた排出部
材15とを備える。この排出部材15は、内側の第１の排出
部材16と外側の第２の排出部材17の二重構造となってお
り、第１の排出部材16は、ノズル部材14の排出部14Ａに
左右方向でボルト18により固定され、上下方向に回動可
能となっている。また、第２の排出部材17は第１の排出
部材16の外側に上下方向でボルト18により固定され左右
方向に回動可能となっていて、その先端は溝６の開口部
６Ａに臨んでいる。上述したようなジェットポンプ７
は、船本体４に内蔵された制御装置たる制御機構21に接
続されていて、起動、停止及びインペラ12の回転数、並
びに第２の排出部材17が開口部６Ａからジェット水流を
噴射する方向を制御することができるようになってい
る。この制御機構21は操作用受信機22に接続しており、
そして、この操作用受信機22は制御用アンテナ22Ａに接
続している。

【００１１】また、フロート５内には、水深測定機たる
音響測深機23が内蔵されていて、この音響測深機23は、
前述した制御用アンテナ22Ａに接続したデータ送信装置
24に接続されている。なお、音響測深機23は、超音波発
信機と超音波受信機とを有し、送受信に要する時間から
水深を計測するものである。

【００１２】そして、前記船本体４内には、キネマティ
ック測位によるＧＰＳ受信機25が内蔵されている。この
ＧＰＳ受信機25は、船本体４の後部に設けられた２個の
ＧＰＳ用アンテナ26に接続されていて、周知の人工衛星
37，37Ａ，37Ｂ，37Ｃからの電波たる時刻信号波Ｐ１，
Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を受信できるようになっている。この
ＧＰＳ受信機25はデータ送信装置27に接続している。さ
らに、本実施例においては、船本体４の後部には測量用
プリズム28が設けられている。

【００１３】一方、基地局３は、図１に示すように水深
を測定する河岸や海岸部に設置されるものであり、各種
信号を受信可能なアンテナ33と、このアンテナ33に接続
したデータ受信機を内蔵するマイクロコンピュータによ
る水深解析装置31及びＧＰＳ解析装置32とを有する。ま
た、前記船本体４の測量用プリズム28に照準を合わせる
ことにより前記ジェットポンプ型推進船１の動きを追尾
する追尾装置と、この追尾したジェットポンプ型推進船
１の運動を解析するマイクロコンピュータを内蔵した解
析装置とを兼用する自動追尾解析機34を有する。そし
て、水深解析装置31、ＧＰＳ解析装置32及び自動追尾解
析機34は、それぞれマイクロコンピュータを内蔵する総
合管理システム35に接続されていて、この総合管理シス
テム35で処理されたデータをモニター36及び図示しない
プリンタに表示することができるようになっている。そ
して、ジェットポンプ型推進船１を視認できる位置、例
えば、沿岸部や他の船上やには操作人Ｈがいて、このジ
ェットポンプ型推進船１の遠隔操作装置たる操縦用送信
機２を操作する。この操縦用送信機２は、図４に示すよ
うにジェットポンプ７の起動・停止、出力調整を行うス
イッチＳなどとともに水流の噴射方向を調整してジェッ
トポンプ型推進船１の進路を変更するためのスティック
２Ａが設けられている。

【００１４】図５は、本実施例におけるジェットポンプ
型推進船１の操作に関するブロック図であり、同図に示
すように操縦用送信機２からの信号Ａは、ジェットポン
プ型推進船１の制御用アンテナ22Ａを経て操作用受信機
22に受信され、この受信信号に基づき制御機構21が制御
され、ジェットポンプ７の起動、停止、及びその回転
数、並びにノズル部材14に対する第１の排出部材16の上
下方向の位置及び第１の排出部材16に対する第２の排出
部材17の左右方向の位置を所望のものとすることができ
るようになっている。

【００１５】また、図６は水深の測定に関するブロック
図であり、操縦用送信機２からの別の信号Ｂにより音響
測深機23の作動が制御される。そして、この音響測深機
23により測定されたデータは、データ送信装置24に入力
され制御用アンテナ22Ａから基地局３に向けて送信され
る。一方、基地局３においては、音響測深機23からの送
信データＣは、基地局３のアンテナ33にキャッチされ、
水深解析装置31内のデータ受信機31Ａに入力された後、
マイクロコンピュータ31Ｂで解析される。そして、その
解析された水深情報が総合管理システム35に入力され、
マイクロコンピュータ35Ａにより数値化、グラフ化ある
いは図形化されてモニター36に表示されるように構成さ
れている。

【００１６】さらに、図７はこのジェットポンプ型推進
船１の位置検知に関するブロック図であり、原子時計が
搭載された４個の周知の人工衛星37，37Ａ，37Ｂ，37Ｃ
から発信される極めて正確な時刻信号波Ｐ１，Ｐ２，Ｐ
３，Ｐ４をＧＰＳ用アンテナ26でキャッチすると、ＧＰ
Ｓ受信機25でそれぞれの正確な時刻をデータ送信装置27
から基地局３に向けて送信する。一方、基地局３におい
ては、データ送信装置27からの送信データＤは、基地局
３のアンテナ33にキャッチされ、ＧＰＳ解析装置32内の
データ受信機32Ａに入力された後、マイクロコンピュー
タ32Ｂで位置情報として解析される。そして、その解析
された位置情報が総合管理システム35に入力され、マイ
クロコンピュータ35Ａにより、前述した水深情報と組み
合わされ地形図とともに数値化、グラフ化、あるいは図
形化されてモニター36に表示されるように構成されてい
る。なお、ジェットポンプ型推進船１は、測量用プリズ
ム28に照準を合わせた自動追尾解析機34の追尾装置34Ａ
によりその位置を追尾されており、この追尾データＥに
基づきマイクロコンピュータ34Ｂにより、その位置が算
出され、総合管理システム35に入力されるようになって
いる。これは、橋梁の下などをジェットポンプ型推進船
１が通過する際などにおいて、ＧＰＳ受信機25の人工衛
星37…からの時刻信号波Ｐ１…の受信障害が生じた場合
でもその位置を見失うことがないように補助するためで
ある。

【００１７】前記構成につきその作用について説明す
る。河川や海岸部の水深を測定する場合には、まず操作
人Ｈが岸で操縦用送信機２を操作してジェットポンプ型
推進船１のジェットポンプ７を起動し、続いてスティッ
ク２Ａを操作して、第２の排出部材17を左右方向に調整
するとともに第１の排出部材16を上下方向に調整するこ
とにより、ジェットポンプ型推進船１の方向を転換しな
がら迅速に所定の場所に移動させた後、図示しないソナ
ースイッチによりにより音響測深機23を作動させる。音
響測深機23は、超音波を発信するとともに底面から反射
してくるまでに要する時間を計測する。この計測された
データは、データ送信装置24に入力され制御用アンテナ
22Ａから基地局３に向けて送信され、基地局３のアンテ
ナ33から水深解析装置31内のデータ受信機31Ａに入力さ
れた後、マイクロコンピュータ31Ｂで解析され水深情報
として総合管理システム35に入力される。

【００１８】一方、ジェットポンプ型推進船１は、図７
に示すように原子時計が搭載された４個の周知の人工衛
星37，37Ａ，37Ｂ，37Ｃから発信される極めて正確な時
刻信号波Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４をＧＰＳ用アンテナ26
でキャッチすると、ＧＰＳ受信機25でそれぞれの正確な
時刻の値をデータ送信装置27から基地局３に向けて送信
する。この送信データは、基地局３のアンテナ33にキャ
ッチされ、ＧＰＳ解析装置32内のデータ受信機32Ａに入
力された後、それぞれの人工衛星37，37Ａ，37Ｂ，37Ｃ
の経度及び緯度と、それぞれの人工衛星37…とジェット
ポンプ型推進船１との距離とをマイクロコンピュータ32
Ｂで算出することにより、その位置を正確に求めること
ができる。そして、この位置情報が総合管理システム35
に入力される。また、本実施例においてはこのジェット
ポンプ型推進船１が、移動時に橋梁の下など障害物の近
くを通過する際に人工衛星37，37Ａ，37Ｂ，37Ｃからの
時刻信号波Ｐ１…の受信に支障が生じた場合でも、その
位置情報が得られないことがないように測量用プリズム
28に照準を合わせた自動追尾解析機34の追尾装置34Ａに
よりその位置を追尾している。この追尾装置34Ａによる
位置情報は、マイクロコンピュータ34Ｂにより、その位
置が正確に算出され、総合管理システム35に入力される
ようになっており、ＧＰＳ受信機25による位置情報を補
完することができるなっている。

【００１９】そして、この音響測深機23のデータに基づ
く水深情報と、ＧＰＳ受信機25などによるジェットポン
プ型推進船１の位置情報とが総合管理システム35のマイ
クロコンピュータ35Ａにより組み合わされ、地形図とと
もに数値化、グラフ化、あるいは図形化されてモニター
36に表示される。

【００２０】このようにして所定の場所での測定を終了
したら、操縦用送信機２のスティック２Ａを再度操作し
て、次の測定箇所まで迅速に移動させ、前述した操作を
繰り返すことにより所望の範囲の水深の測定を行うこと
ができる。

【００２１】以上詳述したとおり本実施例の水深測定装
置は、操作用受信機22と、前記操作用受信機22に接続し
た制御機構21と音響測深機23と人工衛星37，37Ａ，37
Ｂ，37Ｃからの時刻信号波Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３，Ｐ４を受
信しうるＧＰＳ受信機25とを備えるジェットポンプ型推
進船１と、前記ジェットポンプ型推進船１の操縦用送信
機２とを有するものであるので、操縦用送信機２でジェ
ットポンプ型推進船１を遠隔操作して所望の位置まで移
動させて、音響測深機23により水深を測定することがで
きる。また、人工衛星37…からの電波を受信しうるＧＰ
Ｓ受信機25をジェットポンプ型推進船１に取り付けたこ
とにより、ジェットポンプ型推進船１の位置を正確に把
握し、音響測深機23により測定した水深とこの位置情報
とを組み合わせることにより正確な水深の分布を得るこ
とができる。このような水深の測定においてジェットポ
ンプ型推進船１は、推進機構であるジェットポンプ７が
船底４Ａ面よりも上部に設けられており下方に突出して
いないので浅瀬でもその航行に支障がない。特にジェッ
トポンプ型推進船１の船底４Ａ面は、溝６を除いて左右
方向に対してほぼ平坦であるので、特に浅瀬での水深の
測定に好適である。また、ジェットポンプ型推進船１
は、推進機構であるジェットポンプ７の第２の排出部材
17によるジェット水流を噴射する方向を変化させること
によりその進路を変更するものであるため、第２の排出
部材17の方向を変化させれば進路が変わるので、急激な
進路変更が可能であり、複数箇所の水深の測定を素早く
行うことができる。さらに、岩礁などの危険物回避性に
優れている。しかも、ジェットポンプ７は水流を直接噴
射するものであるので、推進力が大きく、急流や波など
の影響を受けにくい。

【００２２】特に、本実施例においては、音響測深機23
にデータ送信装置24を接続し、基地局３においてこのデ
ータ送信装置24から送信されたデータを水深解析装置31
内に内蔵されたデータ受信機31Ａで受信して解析してい
るので、地上局３で随時測定した水深を知ることができ
る。しかも、前記ジェットポンプ型推進船１に設けられ
たＧＰＳ受信機25のデータがデータ送信装置27により基
地局３に設けられたＧＰＳ解析装置32に送信され、この
送信データに基づきジェットポンプ型推進船１の位置を
マイクロコンピュータ34Ｂにより算出することができる
ので、ジェットポンプ型推進船１の所在地を確認しなが
ら水深を測定することができるため、得られた水深情報
を位置情報と組み合わせて水深の分布を素早くかつ正確
に把握することができる。

【００２３】上述したような本実施例の水深測定装置
は、無人のジェットポンプ型推進船１を遠隔操作して水
深を測定するものであるので、ジェットポンプ型推進船
１の小型化が可能であり、このため岩場などの狭い間な
どの入り込みにくい場所や、急流などの危険を伴う場所
の水深の測定に好適である。

【００２４】以上、本発明の水深測定装置について添付
図面を参照して説明してきたが、本発明はこれに限定さ
れず、本発明の思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可
能であり、例えば、ジェットポンプ型推進船１の形状な
どは適宜変更可能である。また、遠隔操作方法として本
実施例においてはラジオコントロールの場合を例に説明
してきたが、これに限定されず、種々の遠隔操作方法に
適用可能である。さらにＧＰＳ受信機としては、前記実
施例のように４個の周知の人工衛星37…によるものに限
らず、５個以上の人工衛星を用いるものでもよく、１周
波タイプのものも２周波タイプのものもいずれも用いる
ことができる。また、基地局３に固定ＧＰＳ受信機を設
けて、予めその位置を測定しておき、この既知の固定点
の情報との対比によりＧＰＳ受信機25によるジェットポ
ンプ型推進船１の位置情報を補正してより正確な位置情
報が得られるようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明の請求項１の水深測定装置は、操
作用受信機と前記操作用受信機に接続した制御装置と水
深測定機と人工衛星からの電波を受信しうるＧＰＳ受信
機とを備えるジェットポンプ型推進船と、前記ジェット
ポンプ型推進船の遠隔操作装置とを有するものであるの
で、遠隔操作装置でジェットポンプ型推進船を遠隔操作
して所望の位置まで移動させて、水深測定機により水深
の測定を行うことができる。また、人工衛星からの電波
を受信しうるＧＰＳ受信機をジェットポンプ型推進船に
取り付けたことにより、ジェットポンプ型推進船の位置
を正確に把握し、水深測定機による測定した水深と、位
置情報とを組み合わせることにより水深の分布を正確に
把握することができる。このような水深の測定において
ジェットポンプ型推進船は、推進機構であるジェットポ
ンプの噴射方向を変化させることによりその進路を変更
するものであるので、進路変更が迅速でかつ急激な進路
変更が可能であり、複数箇所の水深の測定を素早く行う
ことができる上に、岩礁などの危険物回避性に優れてい
る。さらに、ジェットポンプは水流を直接噴射するもの
であるので、推進力を大きくすることができ、急流や波
などの影響を受けにくい。

【００２６】また、請求項２の水深測定装置は、前記ジ
ェットポンプ型推進船が、前記水深測定機に接続したデ
ータ送信装置を備え、前記水深測定装置がさらにデータ
送信装置から送信されたデータの受信機と受信したデー
タの解析装置とを備えた基地局を有するものであるの
で、水深測定機により測定した水深の測定データをデー
タ送信装置により送信して、基地局のデータの受信機で
これを受信し、この受信機で受信したデータを解析装置
で解析することにより地上局で水深を知ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による遠隔操作式ジェットポ
ンプ型推進船を示す概略図である。

【図２】前記実施例におけるジェットポンプ型推進船を
示す部分破断側面図である。

【図３】前記実施例におけるジェットポンプを示す部分
破断斜視図である。

【図４】前記実施例における操縦用送信機を示す斜視図
である。

【図５】前記実施例におけるジェットポンプ型推進船の
操作を示すブロック図である。

【図６】前記実施例における水深の測定のブロック図で
ある。

【図７】前記実施例におけるジェットポンプ型推進船の
位置検知のブロック図である。

【図８】モーターボートの構造を示す背面図である。

【符号の説明】

１ ジェットポンプ型推進船 ２ 操縦用送信機（遠隔操作装置） ３ 基地局 21 制御機構（制御装置） 22 操作用受信機 23 音響測深機（水深測定機） 24 データ送信装置 25 ＧＰＳ受信機 27 データ送信装置 31 水深解析装置 31Ａ データ受信機 31Ｂ マイクロコンピュータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作用受信機と前記操作用受信機に接続
   した制御装置と水深測定機と人工衛星からの電波を受信
   しうるＧＰＳ受信機とを備えるジェットポンプ型推進船
   と、前記ジェットポンプ型推進船の遠隔操作装置とを有
   することを特徴とする水深測定装置。
2. 【請求項２】 前記ジェットポンプ型推進船が、前記水
   深測定機に接続したデータ送信装置を備え、前記水深測
   定装置がさらにデータ送信装置から送信されたデータの
   受信機と受信したデータの解析装置とを備えた基地局を
   有することを特徴とする水深測定装置。