JPS62288586A - 音源位置測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の利用分野〕 本発明は水中に存在する音源を聴知測位するパッシブ音
響測定法に係り、特に音源の深度を含めた６次元側位に
好適な、パッシブ音響測定方式に関する。

〔発明の背景〕

従来の装置は、海洋音＃研究会編；「海洋音響Ｊ４年音
響−基礎と応用−オ６部応用編矛８章音源の深川（パッ
シブ用法）　Ｐ　２５６〜２４３（１９８４，３）の８
．４項「水中位置の測定Ｊ　（Ｐ２Ｓ５）に記載されて
いるように、パッシブ音響測定においては、１組の測定
装置では音源の方位しか分からず、その距離を知る必要
がある場合には２組またはそれ以上の装置を用いて２個
所以上から方位を測り、交点を求めて位置局限するか、
トランスポンダの如く応答信号を用いた方法によってい
た。特に音源の深度を計測する場合は特公昭５７−３４
５０７　号公報に記載のように、ピンガ−等を用いて深
度情報を送出して、音源からの深度情報を利用した位置
局限の方式しかしながら、パッシブ音響測位の対象とす
るものの中には、音源が送出する深度情報を用いられな
いものもある。そのような中で目標音源の深度を局限す
ることは極めて困難であった。。

一方、この困難さを助長するものとして大きく影響して
いることに、水中音波の伝ばんに関する特徴的現象があ
る。特に海中においては、水温、水圧の影響を強く受け
、その伝はん特性は複雑な態様を示す。この−例をＲ，
Ｊ、　ＵＲＩＣＫ著、土屋明訳；「水中音響の原理Ｊ　
Ｐ　１５３、才６．１４図（共立出版ＫＫ、昭和５３年
１２月１日発行）、より引用して、１Ｆ＋図に示す。同
図に示すように、ｆ源の深度により伝ばん形態が異なる
。このような複雑な物理的現象が、水中における音響測
置の難しさを象徴している所以でもある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は深度情報の提供されない音源を対象とし
て、海中の音波伝ばん形態から、音源の深度を含めた位
置局限を提供することにある。

〔発明の概要〕

本願発明は上述した目的馨達成するために、垂直配列し
た受波器出方間の信号の位相を検出して、それの入射ｆ
液中、水平基準点の上方および下方からの入射角度が最
小入射角θ８．θ、またはθ、・　θ４を判別し、これ
により音線図を描いて未知の音源Ｓの深度および水平距
離を求めるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

才１図に例示したように、音源の深度によっても、その
伝ばん形態は異なるが、音源と受波点の関係な矛２図を
用いてわかり易く説明する。

牙２図は縦軸を深度、横軸を距離として音線を示したも
のであるが、受波点に入射する音線の中、受波点より上
（即ち浅い方）からの入射波と下（深い方）からの入射
波に着目すると領域■と領域■では状況が逆転する。特
に受波点への入射波に対して、受波点の水平方向を基準
として上方からの入射波の中最も入射角度の小さい音線
と、受波点の下方からの入射波の中最も入射角度の小さ
い上下各１本の計２本の音線のみに着目して、その垂直
入射角を用いて、その附近の海図を基にして音線な描け
ば、逆に音源深度を推測することが可能である。

また、従来の水平面内における複数個（最小２点）の受
波点の方位から交点を求める測距方式は、受波点の間隔
が目標点までの距離に対して短いことが一般的であり精
度の点で必らずしも良くはなかった。本発明によれば作
図を行なう場合、受波点は海底反射又は海面反射を含む
ために受波点および反射に鏡映される仮想受波点の２点
間がベースラインとみなされるために、１受波点であっ
ても距離算出精度は従来方式に比べて向上する効果があ
る。

上述のような方法に基いて、音源の深度を推定測位する
・ものであるが、水平方位については。

参考文献（１）に例示されているように従来の方法によ
って求め得るので、従来の方式と併用して音源位置につ
いて、その深度、距離、方位が求まり真の意味で位置局
限を行なうことが可能である。以下、深度のみに着目し
た表現で説明する。

以下、本発明の一実施例を牙３図〜才４図により説明す
る。矛３図に示すように水中受波器は船腹等を利用して
複数個の受波器１を配列する。この個々の受波器の信号
出力間の相関をとり、垂直入射角度を決定する。水平基
準面に対して、上方からの最小入射角θ、又はθ４．下
方からの最小入射角θ、又はθ、を求めると１．？２図
において領域■では海底反射角θ、〉直接入射角θ。

となり、領域■では海底反射角θ、く海面反射角θ４と
なる。このθ、とθ、の関係、θ、と０４の関係は水平
面に関して上側が大きいか下側が大きいかを判断すれば
才２図で音源に対して受波点が領域■にあるか、領域■
にあるか判明する。領域が判明すれば上述のθ、とθ、
又はθ、とθ４の関係よりその附近の海図と季節疋よる
その海域の音速プロファイルより、作図的に矛２図の音
源の位置を求めることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、水中受波器を船腹等を利用して複数個
配列し、入射角度を判読して作図により音源の深度と距
離を計測できるので、パッシブ音響位置測定において、
音源の深度、距離方位を推定でき、位置局限ができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

、？１図は音源の水深が異なる場合の音波伝ばん特性を
例示した説明図１，１７２図は本発明による音源の深度
を聴知するための音線による説明図、矛３図は受波器を
船慣等に配列ａ成した場合の、配列例を示す構成図、才
４図は本発明の一実Ｊ　１５１′１１’Ｙ示すシステム
構成のブロックダイヤグラムである。 Ｓ・・・音源、Ｐ、、　Ｐ、・・・受波器アレイ、θ８
．θ番人射角、Ａ、△、■、■・・・音線、■、〜Ｖｎ
垂直出力、８１〜８ｍ水平出力、１・・・受波器、２・
・・入力端子、３−・増幅器、４・・・ビームフォーミ
ング回路、５・・・ビームフォーミンク回路、６・・・
モード検出回路、７・・・水平方位処理器、８・・・総
合処理器、９・・・表示器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 船腹等に複数個の受波器を配列構成し、垂直配列した受
   波器出力間の信号の位相を検出して、それの入射音波の
   中、水平基準点の上方および下方からの入射角度が最小
   となる最小入射角θ＿１、θ＿２またはθ＿３、θ＿４
   を判別し、これより音線図を描いて未知の音源Ｓの深度
   および水平距離を求めることを特徴とする音響位置測定
   方式。