JPS6315527B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、深い海深の海中あるいは海底の観
測機器を回収船に回収する方法に関するものであ
る。 従来、海中あるいは海底に設置した水中観測機
器を回収するときは、観測機器に接続し海面に浮
いている標識ブイに回収船が接近するか、あるい
は回収船に装備した水中探知機により観測機器を
見つけ出し接近するか、いずれかの方法により観
測機器の直上に近接しなければならなかつた。ま
た回収にあたつては、潜水夫の作業、あるいは巻
上げ機の使用により行ない、回収時間が多大にな
る欠点があつた。 この発明は、前記の実情に鑑みてなされたもの
であり、海中あるいは海底の観測機器が、回収船
の接近に伴なつて自動的にかつ回収船の極く近傍
に浮上し、回収時間の大幅な短縮を可能とし、忘
失の機会を無くするものである。 つぎにこの発明を図により具体的に説明する。
第１図に機器の配置図を示す。第１図において、
観測機器１の頂部の送受波器２から送波された周
波数f₁なる音は、回収船３のトランスポンダ４で
受波されたのち、周波数をf₂に変換して送り返さ
れる。回収船３から送り返された音は、観測機器
１の数個の受波器５と送受波器２で受波される。
この送波から受波迄の時間間隔を、信号処理器６
で計算し、観測機器１に対する回収船３の相対位
置、速度、進行方向、未来位置、浮上角度、浮上
開始時間を算出する。 以下、それらの計算方法を説明する。第２図に
おいて、観測機器の送受波器２と第１の受波器５
ａを結ぶ線をｚ軸、第１の受波器４と第２の受波
器５ｂを結ぶ線をｘ軸、第１の受波器５ａと第３
の受波器５ｃを結ぶ線をｙ軸とする。これらの送
受波器２と受波器は互いに直角にある一定間隔で
配置され、送受波器２と第１の受波器５ａの間隔
をａ、第１の受波器５ａと第２、第３の受波器５
ｂ，５ｃの間隔をｂとする。今、トランスポンダ
４の２点をP₁，P₂とする。点P₁，P₂と送受波器
２、各受波器５間の測距信号から、観測機器１に
対する点P₁，P₂の相対位置は次の式で求まる。 P₁の相対位置は第２図より θ₁＝cos^-1（a²＋R₁ ²）−R₃ ²／2aR₁ ……(1) z₀＝R₁cosθ₁＝（a²＋R₁ ²）−R₃ ²／2a ……(2) θ₂＝cos^-1R₂ ²−（b²＋R₁ ²）／2bR₁ ……(3) x₀＝R₁cosθ₂＝R₂ ²−（b²＋R₁ ²）／2b ……(4) θ₃＝cos^-1R₄ ²−（b²＋R₁ ²）／2bR₁ ……(5) y₀＝R₁cosθ₃＝R₄ ²−（b²＋R₁ ²）／2b ……(6) (2)、(4)、(6)式で求めた座標の極性（象限）は、
第３図より次式で求める。 第２図、第３図にて次の関係が成立する。 ₁′＝R₁sinθ₁ ……(7) ₁＝√₂ ²−₀ ² ……(8) ₁＝√₄ ²−₀ ² ……(9) 第３図より △OCP₁′にて次式が成立する。 ＝cos^-1b²＋R₁ ²sin²θ₁−（R₄ ²−z₀ ²）／2bR₁sinθ₁
……(10) △OBP₁′にて次式が成立する。 ψ＝cos^-1b²＋R₁ ²sin²θ₁−（R₂ ²−z₀ ²）／2bR₁sinθ₁
……(11) (10)、(11)式の、ψの値からP₁の象限を定め、
ｘ、ｙの極性を決定する。それを次表に示す。

【表】 P₂の相対位置は第２図より θ₁′＝cos^-1（a²＋R′₁ ²）−R′₃ ²／2aR₁′ ……(12) z₀′＝R₁′cosθ₁′＝（a²＋R₁′²）−R₃′²／2a……（
13） θ₂′＝cos^-1R₂′²−（b²＋R₁′₂）／2bR₁′……（14） x₀′＝R₁′cosθ₂′＝R₂′²−（b²＋R₁′²）／2b……（
15） θ₃′＝cos^-1R′₄ ²−（b²＋R₁′²）／2bR₁′……（16） y₀′＝R₁′cosθ₃′＝R′₄ ²−（b²＋R₁′²）／2b……（
17） 前記で求めた(2)、(4)、(6)、（13）、（15）、（17
）
式で、P₁、P₂点の座標が求まり、観測機器に対
する回収船の相対位置が定まる。x₀′、y₀′の極性
は前表に同じである。 つぎに回収船の未来位置について説明する。 回収船の未来位置を第３図から求める。すなわ
ち、未来位置は回収船の航走方向の直線と、半径
OP₂′の円との交点から求める。回収船の航走方
向の直線はP₁、P₂の座標より次式で求まる。 ｙ−y₀′＝（ｘ−x₀′）（y₀−y₀′）／（x₀−x₀′）
……（18） P₂′を通り、Ｏを原点とする円は次式で求まる。 x²＋y²＝R₁′²sin²θ₁′ ……（19） 未来位置をPxとすると、Pxの座標は（18）、
（19）式から求めた次式の根となる。未来位置の
座標はこの根のうち、x₀′、y₀′と異なる根で求め
られる。 （１＋c²）x²＋2cdx＋c²−R₀ ²＝Ｏ ……（20） ｘ＝−2cd±〔4c²d²−４（１＋c²）（c²−R₀ ²）〕^1/2／
２（１＋c²） ……（21） ｙ＝ｃ｛−2cd±〔4c²d²−４（１＋c²）（c²−R₀ ²）〕^1
/2／２（１＋c²）＋ｄ……（22） ｚ＝R₁′cosθ₁′ ……（23） ここに ｃ＝（y₀−y₀′）／（x₀−x₀′）、 ｄ＝y₀′−y₀−y₀′／x₀−x₀′×x₀′、R₀＝R₁′sinθ₁
′ である。 Pxの位置を第４図に示す角長で表わすと、
（21）〜（23）式より次式で求まる。 θx＝tan^-1z／ｙ ……（24） θy＝tan^-1z／ｘ ……（25） θz＝θ₁′ ……（26） （20）式が根を２個有することが未来位置Px
を求める条件となることから、次式を判別式とす
る。 Ｄ＝c₂d₂−（１＋c²）（c²−R₀ ²）＞Ｏ ……（27） 浮上開始時間は、つぎのとおりである。 観測機器の浮上速度をＵ（一定）とする。第４
図において、観測機器が原点ＯからPxに至る迄
の時間t₁は次式で求まる。 t₁＝R₁′／Ｕ ……（28） 回収船がP₂からPxに至る迄の時間t₂は、船速
をＶとすると次式で求まる。 Ｌ＝〔（x₀′−ｘ）²＋（y₀′−ｙ）²〕^1/2 ……（29） t₂＝Ｌ／Ｖ ……（30） Ｖ＝〔（x₀−x₀′）²＋（y₀−y₀′）²〕^1/2／t₀……（3
1） ただし、t₀：計測値、ｚ＝z₀′ （28）、（30）式から、回収船と観測機器がPx
に同時に到達するための時間遅れ、すなわち、浮
上開始時間Ｔは次式で求まる。 Ｔ＝t₂−t₁＝〔（x₀′−ｘ）²＋（y₀′−ｙ）²〕^1/2／
Ｖ−^R ₁′／Ｕ……（32） なお、第２図において、送受波器２を省き、第
１の受波器５ａを送受波器とすることによつて
も、本発明は成立し、また、トランスポンダ４の
代りに、回収船３からのエコーを受波し、ドツプ
ラー・シフトにより海面反射波との区別（回収船
の速度計測）を行なうことによつても、本発明は
成立する。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の水中観測機器の回収方法の
実施例を示し、第１図は全体の構成図、第２図は
斜視図、第３図は平面図、第４図は浮上時の斜視
図である。 １……観測機器、２……送受波器、３……回収
船、４……トランスポンダ、５……受波器、６…
…信号処理器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 海中あるいは海底に設置された観測機器に、
   送受波器と数個の受波器を所定間隔で配置し、前
   記送受波器から送波され回収船の航走の２点の位
   置から送り返された音を、前記送受波器および受
   波器で受波し、観測機器に対する回収船の相対位
   置、回収船の速度、進行方向、未来位置を算出
   し、回収船の近傍に浮上するに必要な浮上角度と
   浮上開始時間を設定することを特徴とする水中観
   測機器の回収方法。