JPH08189969A - トランスポンダを用いた水中位置測定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノイズ妨害がなく正確に水中位置を決める水
中位置測定システム。 【構成】 受信信号読出部７０は、呼び出し信号が発射
されると読取時間内で接続された信号変換手段１２，１
３，１４からのパルス信号を読み取る。制御演算部４０
は、受信信号読出部が読み取ったパルス信号を各読出時
間に対応してメモリ部５０に格納し、格納したパルス信
号の中の所定数の最新の読取時間分のパルス信号を比較
し、比較するパルス信号中に同じタイミングで存在する
パルスを真の応答信号に基づくパルス信号と看做し、そ
のパルス信号が存在する期間を含む適宜な期間に制御信
号をアクティブにしてゲートスイッチ部１５，２５，３
５が受信検出部からのパルス信号を通過させるようにさ
せ、前記複数のタイマ１６，２６，３６が時間積算を停
止すると、各タイマが積算した積算時間を取り入れ、取
り入れた積算時間から水中位置を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水中に設置したトランス
ポンダと、トランスポンダからの応答信号を複数の受波
器で受信しＳＢＬ（Short Base Line）法を適用して水
中位置を算出する水中位置測定装置とからなる水中位置
測定システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図３はこの種の従来の水中位置測定シス
テムを示すブロック図、図４は図３の従来例の動作を示
すタイムチャートである。この水中位置測定システムに
おいては、トランスポンダ１９０を水中に設置し、測定
船に設けた水中位置測定装置の送波器１８０から呼び出
し信号ＣＣを発射し、呼び出し信号ＣＣに応じてトラン
スポンダ１９０から出力される応答信号ＲＲを、複数の
受波器１１１，１２１，１３１で受信しＳＢＬ法を適用
して水中位置を算出していた。すなわち、時刻ｔ1，ｔ2
の間呼び出し信号を発射させてから、各受波器１１１，
１２１，１３１が時刻ｔ3，ｔ4，ｔ5にそれぞれ応答信
号ＲＲを受信するまでの時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３をそれぞ
れタイマで測定することにより、トランスポンダとの距
離を算出し水中位置を決定する。この場合に、受信時を
決定するのに、受信した応答信号が最初に閾値を越えた
時点を受信時としていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来のシステム
では、受信した応答信号が最初に閾値を越えた時点を受
信時としているので、ノイズが多い水域やトランスポン
ダとの距離が大きい場合には、ノイズにより受信時を決
定してしまうことが多く、正確な水中位置決定ができな
いという問題がある。

【０００４】本発明は上記問題に鑑み、ノイズに妨害さ
れないで正確に水中位置決定ができる水中位置測定シス
テム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】本発明の水中位置測定シ
ステムは、水中に設置したトランスポンダと、送波器か
ら水中に発射した呼び出し信号に応じてトランスポンダ
から出力される応答信号を、複数の受波器で受信した後
に、複数の受波器に対応して配設された複数の信号変換
手段でそれぞれパルス信号に変換し、変換したパルス信
号にＳＢＬ法を適用して水中位置を算出する水中位置測
定装置とからなるものであって、前記複数の信号変換手
段の少なくとも１つに対応して配設され、前記呼び出し
信号を発射してから前記応答信号が前記水中位置測定装
置に到達するに充分な時間として設定された読取時間毎
に、その読取時間内の前記パルス信号を読み取る受信信
号読出部と、受信信号読出部が読み取った前記パルス信
号を、読取時間毎に格納するためのメモリ部と、前記複
数の信号変換手段にそれぞれ対応して配設され、与えら
れる制御信号がアクティブである間のみ、前記信号変換
手段からのパルス信号を通過させる複数のゲートスイッ
チ部と、前記複数のゲートスイッチ部にそれぞれ対応し
て配設され、呼び出し信号が発射される毎に時間の経過
の積算を開始し、ゲートスイッチ部からパルス信号を受
けると時間積算を停止する複数のタイマと、前記読取時
間毎に受信信号読出部が読み取ったパルス信号を、各読
取時間に対応してメモリ部に順次格納し、所定数の最新
の読取時間分のパルス信号を比較し、比較するパルス信
号中において同じタイミングで存在するパルスがある場
合に、そのパルスを真の応答信号に基づくパルス信号と
看做し、真の応答信号に基づくパルス信号と看做したパ
ルス信号が存在する期間を含む適宜な期間に制御信号を
アクティブにしてゲートスイッチ部が受信検出部からの
パルス信号を通過させるようにさせ、前記複数のタイマ
が時間積算を停止すると、各タイマが積算した積算時間
を取り入れ、取り入れた積算時間から水中位置を算出す
る制御演算部とを有する。

【０００６】また、前記制御演算部は、制御信号をアク
ティブにする期間の設定は、前記抽出したパルス信号が
存在する期間の前後に調整時間を加えたものとし、その
調整時間は、前記呼び出し信号を発射してから、次の呼
び出し信号の発射迄に変化するであろうトランスポンダ
と水中位置測定装置との間の距離に対応した時間と、ト
ランスポンダが呼び出し信号を認識してから応答信号を
送信するまでの時間との合計から決定するのが好まし
い。

【０００７】

【作用】呼び出し信号が送波器から発射された後に、各
受波器に受信された受信信号には応答信号以外にノイズ
も含まれる。信号変換手段は、受信信号が所定の閾値を
越えるのを検出すると、パルス信号を出力する。受信信
号読出部は、呼び出し信号が発射されると読取時間内で
接続された信号変換手段からのパルス信号を読み取る。
制御演算部は、受信信号読出部が読み取ったパルス信号
を各読出時間に対応してメモリ部に格納し、格納したパ
ルス信号の中の所定数の最新の読取時間分のパルス信号
を比較し、比較するパルス信号中において同じタイミン
グで存在するパルスがある場合に、そのパルスを真の応
答信号に基づくパルス信号と看做し、真の応答信号に基
づくパルス信号と看做したパルス信号が存在する期間を
含む適宜な期間に制御信号をアクティブにしてゲートス
イッチ部が受信検出部からのパルス信号を通過させるよ
うにさせ、前記複数のタイマが時間積算を停止すると、
各タイマが積算した積算時間を取り入れ、取り入れた積
算時間から水中位置を算出する。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の水中位置測定システムの一
実施例を示すブロック図、図２は図１の実施例の動作を
示すタイムチャートである。

【０００９】制御演算部４０は、送信部６０に指示して
送波器８０からトランスポンダ９０に対する呼び出し信
号ＣＣを水中に発射させる。水中に設置されたトランス
ポンダ９０は呼び出し信号ＣＣにに呼応して応答信号Ｒ
Ｒを送信する。３個以上配置された受波器（本実施例で
は３個の受波器１１，２１，３１が配置されている）
は、この応答信号をそれぞれ受信しようとする。なお、
受波器１１，２１，３１は、長方形の角に対応する位置
にそれぞれ配置されている。受波器１１，２１，３１に
よって受信される受信信号はノイズおよび応答信号であ
って、それぞれ受信部１２，２２，３２に入力され、増
幅部１３，２３，３３で増幅される。

【００１０】増幅部１３，２３，３３で増幅された受信
信号は、予め設定された閾値をを越える毎に、受信検出
部１４，２４，３４によってタイマストップ用のパルス
信号として出力される。受信検出部１４，２４，３４
は、リトリガブル・ワンショット回路やラッチ回路から
構成されており、出力するパルス信号は、パルス幅が制
御演算部４０のデータ・セットアップ／ホールド時間を
満足するように、また、制御演算部４０の読み出し動作
の間隔より大となるように構成されている。本実施例の
場合、制御演算部４０の読み出し動作の間隔が１．０ｍ
ｓなので、受信検出部１４，２４，３４が出力するパル
ス信号のパルス幅は１．２ｍｓに設定されている。

【００１１】受信信号読出部７０は、送波器８０から呼
び出し信号ＣＣが発射される毎に、呼び出し信号ＣＣが
発射されてから、応答信号ＲＲが受信検出部１４，２
４，３４に検出されるまでに充分であって、応答信号を
有意義に受信可能であると予め判定された時間までの読
出時間（トランスポンダと水中位置測定装置との有効距
離に対応する）の間に、受信検出部１４，２４，３４の
すくなくとも１つから（本実施例では受信検出部１４か
ら）パルス信号を読み出し、制御演算部４０に渡してい
る。制御演算部４０は、受信信号読出部７０からのパル
ス信号を各読出時間に対応してメモリ部５０に記憶す
る。制御演算部４０は、メモリ部５０に記憶した過去の
複数の読出時間に対応するパルス信号（本実施例では直
前の連続する３つの読出時間に対応するパルス信号）か
ら、真の応答信号を抽出するための制御信号ＣＮＴを生
成し（詳細は後述）、ゲートスイッチ部１５，２５，３
５に供給する。

【００１２】ゲートスイッチ部１５，２５，３５は、受
信検出部１４，２４，３４からそれぞれパルス信号を入
力し、制御演算部４０からの制御信号ＣＮＴがアクティ
ブのときのみ、入力したパルス信号をタイマ１６，２
６，３６に出力する。タイマ１６，２６，３６は、送波
器８０から呼び出し信号ＣＣが発射される毎に、時間の
経過の積算を開始し、ゲートスイッチ部１５，２５，３
５からパルス信号を入力すると、時間積算を停止する。
タイマ１６，２６，３６が時間積算を停止すると、制御
演算部４０は、積算された時間を各タイマ１６，２６，
３６から読み出し、水中位置を算出する。

【００１３】次に制御演算部４０がどのように制御信号
ＣＮＴを生成し、水中位置を算出するかを図２を参照し
て詳述する。制御演算部４０は、送信部６０に指示して
送波器８０からトランスポンダ９０に対する呼び出し信
号ＣＣを時刻ｔ1，ｔ2の間水中に発射させる。水中に設
置されたトランスポンダ９０は呼び出し信号ＣＣにに呼
応して応答信号ＲＲを送信する。受波器１１，２１，３
１は、ノイズおよび応答信号からなる受信信号を入力す
る。図２においては、例として受波器１１が入力する受
信信号が示されており、時刻ｔ3〜ｔ4；ｔ5〜ｔ6；ｔ7
〜ｔ8；ｔ9〜ｔ10に受信したノイズと、時刻ｔ11〜ｔ12
に受信した応答信号とが示されている。この受信信号
は、受信検出部１４により第１回目のパルス信号として
出力され、受信信号読出部７０により時刻ｔ1〜ｔ13の
読取時間に読み取られ、演算制御部４０に引き渡され、
メモリ部５０に格納される。

【００１４】次の呼び出し信号ＣＣが発射されると第１
回目と同様に受信信号（不図示）が受波器に入力され、
受信検出部１４により第２回目のパルス信号として出力
され、受信信号読出部７０により読み取られ、演算制御
部４０に引き渡され、メモリ部５０に格納される。第３
回目についても同様であって、第３回目のパルス信号が
メモリ部５０に格納される。

【００１５】３回以上の読取時間におけるパルス信号が
メモリ部５０に格納されると、制御演算部４０は、呼び
出し信号ＣＣが発射されてから、少なくとも２回同じタ
イミングでパルス信号が出力されている期間がないかど
うかチェックし、２回以上同じタイミングでパルス信号
が出力されている期間をパルス信号有効期間ＶＴ１，Ｖ
Ｔ２，ＶＴ３として検出する。制御演算部４０は、検出
したパルス信号有効期間ＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３の前後
に調整時間Δｔを加え、この期間をパルス幅とする制御
信号ＣＮＴをゲートスイッチ部１５，２５，３５に供給
し、ゲートスイッチ部１５，２５，３５をオンさせる。

【００１６】上述の調整時間Δｔは、次の呼び出し信号
の発射迄に変化するであろうトランスポンダと水中位置
測定装置との間の距離に対応した時間と、トランスポン
ダが呼び出し信号を認識してから応答信号を送信するま
での時間との合計から決定されている。なお、図２で示
された実施例の場合には、ノイズによるパルス信号有効
期間ＶＴ１，ＶＴ２が示されているが、これは説明を容
易にするためであって、ノイズによるパルス信号有効期
間ＶＴ１，ＶＴ２が表れるのは実際には希であために、
真の応答信号によるパルス信号有効期間ＶＴ３の検出は
より確実なものとなる。したがって、制御信号ＣＮＴに
よりゲートスイッチ部１５，２５，３５がオン状態とな
り、通過させる受信検出部１４，２４，３４からのパル
ス信号は真の応答信号によるものとなり、水中位置測定
が、より正確に行なわれる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の水中位置測
定システムは、水中位置測定装置が呼び出し信号を発射
してからの読取期間にノイズおよび応答信号を含む受信
信号をパルス信号として記憶し、連続する所定回数の読
取期間に同じタイミングで発生するパルス信号のみを真
の応答信号に基づくものとして、このパルス信号に対応
して制御信号をアクティブにし、制御信号がアクティブ
な期間のみ次のパルス信号を水中位置測定に用いること
により、ノイズ等に妨害されずに、真の応答信号に基づ
く正確な水中位置を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水中位置測定システムの一実施例を示
すブロック図である。

【図２】図１の実施例の動作を示すタイムチャートであ
る。

【図３】従来例を示すブロック図である。

【図４】図３の従来例の動作を示すタイムチャートであ
る。

【符号の説明】

１１，２１，３１ 受波器 １２，２２，３２ 受信部 １３，２３，３３ 増幅部 １４，２４，３４ 受信検出部 １５，２５，３５ ゲートスイッチ部 １６，２６，３６ タイマ ４０ 制御演算部 ５０ メモリ部 ６０ 送信部 ７０ 受信信号読出部 ８０ 送波器 ９０ トランスポンダ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水中に設置したトランスポンダと、送波
   器から水中に発射した呼び出し信号に応じてトランスポ
   ンダから出力される応答信号を、複数の受波器で受信し
   た後に、複数の受波器に対応して配設された複数の信号
   変換手段でそれぞれパルス信号に変換し、変換したパル
   ス信号にＳＢＬ法を適用して水中位置を算出する水中位
   置測定装置とからなる水中位置測定システムにおいて、 前記複数の信号変換手段の少なくとも１つに対応して配
   設され、前記呼び出し信号を発射してから前記応答信号
   が前記水中位置測定装置に到達するに充分な時間として
   設定された読取時間毎に、その読取時間内の前記パルス
   信号を読み取る受信信号読出部と、 受信信号読出部が読み取った前記パルス信号を、読取時
   間毎に格納するためのメモリ部と、 前記複数の信号変換手段にそれぞれ対応して配設され、
   与えられる制御信号がアクティブである間のみ、前記信
   号変換手段からのパルス信号を通過させる複数のゲート
   スイッチ部と、 前記複数のゲートスイッチ部にそれぞれ対応して配設さ
   れ、呼び出し信号が発射される毎に時間の経過の積算を
   開始し、ゲートスイッチ部からパルス信号を受けると時
   間積算を停止する複数のタイマと、 前記読取時間毎に受信信号読出部が読み取ったパルス信
   号を、各読取時間に対応してメモリ部に順次格納し、格
   納したパルス信号の中の所定数の最新の読取時間分のパ
   ルス信号を比較し、比較するパルス信号中において同じ
   タイミングで存在するパルスがある場合に、そのパルス
   を真の応答信号に基づくパルス信号と看做し、真の応答
   信号に基づくパルス信号と看做したパルス信号が存在す
   る期間を含む適宜な期間に制御信号をアクティブにして
   ゲートスイッチ部が受信検出部からのパルス信号を通過
   させるようにさせ、前記複数のタイマが時間積算を停止
   すると、各タイマが積算した積算時間を取り入れ、取り
   入れた積算時間から水中位置を算出する制御演算部とを
   有することを特徴とする水中位置測定システム。
2. 【請求項２】 前記制御演算部は、制御信号をアクティ
   ブにする期間の設定は、前記抽出したパルス信号が存在
   する期間の前後に調整時間を加えたものとする請求項１
   記載の水中位置測定システム。
3. 【請求項３】 前記調整時間は、前記呼び出し信号を発
   射してから、次の呼び出し信号の発射迄に変化するであ
   ろうトランスポンダと水中位置測定装置との間の距離に
   対応した時間と、トランスポンダが呼び出し信号を認識
   してから応答信号を送信するまでの時間との合計から決
   定する請求項２記載の水中位置測定システム。
4. 【請求項４】 前記受波器、信号変換手段、ゲートスイ
   ッチ部、タイマはそれぞれ３個配設されており、前記受
   信信号読出部は、３個の信号変換手段のうちの１つに接
   続されている請求項１ないし３のいずれか１項記載の水
   中位置測定システム。