JPS61104272A

JPS61104272A - 音響測位装置

Info

Publication number: JPS61104272A
Application number: JP59225785A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Takahashi; 秀幸高橋
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1984-10-29
Filing date: 1984-10-29
Publication date: 1986-05-22

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】（産業上の利用分野）本発明は音響を用いて船等の位置計測を行なう測位装置
に関する。

（従来の技術）船等の位置を高い精度で計測するために水中超音波を利
用した音響測位装置が広く利用されている。従来のこの
種の音響測位装置には例えば海洋音響研究会編集発行「
海洋音響−基礎と応用−」（昭和５９年３月１日）　ｐ
２０９−２１３に開示されたものがある。この装置は、
超音波の伝搬時間からスラントレンジ（船上の送受波器
と基準点との間の距ｇＩ）を計測し、１組の受波アレイ
間の受信信号の位相差を計測して船の基準ラインに対す
る基準点の方位角を計測することにより位置計測を行な
っている。

第２図は上記文献に記載された従来の音響測位装置の一
例を示すブロック図であり、この装置は海底（水底）に
設置する基準点として２つのトランスポンダを用いて計
測するものである。同図において、１は送信制御回路、
２は送信回路、３は送波器、４は水中、５は第１のトラ
ンスポンダ、６は第２のトランスポンダ、７は受波アレ
イ、８は前置増幅器、９は第１の受信器、ＩＯは第１の
位相測定回路、１１は第１のスラントレンジ計測回路、
１２は第２の受信器、１３は第２の位相測定回路、１４
は第２のスラントレンジ計測回路、１５は信号処理演算
部、１６は表示部である。１〜３及び７〜１６の要素は
船上に設けられ、５．６の要素は海底（水底）に互いに
所定距離を隔てて設置される。

送信制御回路ｌは信号処理演算部１５からの指令により
送信パルスを作成し、送信回路２はこの送信パルスを大
出力で送波器３に供給する。送波器３は送信回路２から
の信号を受けて水中４に２種類の周波数の超音波信号ｆ
、及び第３を送出する。第１のトランスポンダ５は送波
器３からの超音波信号ｆ１を受信して応答信号ｆ２を送
出し、第２のトランスポンダ６は送波器３からの超音波
信号ｆ３を受信して応答信号ｆ４を送出する。これらの
応答信号は、船上にて互いに所定間隔離間して設けられ
ている一対の受波アレイ７により受信され、前置増幅器
８で増幅された後、第１及び第２の受信３９．１２に供
給される。なお、受波アレイ７、前置増幅器８、第１及
び第２の受信器９，１２はそれぞれ２組で構成されてい
る。第１の受信器９は増幅された応答信号ｆ２を受取り
第１の位相測定回路１０と第１のスラントレンジ計測回
路１１に出力する。一方、第２の受信器１２は増幅され
た応答信号ｆ４を受取り第２の位相測定回路１３と第２
のスラントレンジ計測回路１４に出力する。第１及び第
２の位相測定回路１０．１３では上記２組の受信系の位
相差を計測し、二対の受波アレイ７を結んだ線に対する
トランスポンダ５，６の方位角を求める。

また、第１及び第２のスラントレンジ計測回路１１．１
４は、送信回路２が信号を送出してからスラントレンジ
計測回路１１．１４に受信信号が入力するまでの時間を
それぞれ計測し、送波器３からトラ　　　　　。

ンスボンダ５及び６までの距＃（スラントレンジ）をそ
れぞれ求める。

そしてこれらのデータを信号処理演算部１５に加えて、
受波アレイ７に対するトランスポンダ５及び６の方位角
と距離（スラントレンジ）を求め、表示部１６により表
示する。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記構成の従来の音響測位装置では、２
つのトランスポンダを用いて測位を行なうためには２式
の装置が必要で、受信系としては４系統のものを必要と
し、装置が複雑になり高価となる欠点があった。

従って、この発明は、上記従来技術の欠点を解消し、受
信系の数を少なくして簡素で安価な音響測位装置を提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明の音響測位装置は、少なくとも２種類の膚波数の
超音波信号を送出する送信部と、該送信部から送出され
た超音波信号を受信し、受信した超音波信号とは異なる
周波数の応答信号を送出する少なくとも２個のトランス
ポンダと、該トランスポンダからの各応答信号を受信す
る受信部から構成される。受信部は、少なくとも２個の
局部発振器と、各１個の切換器、ミクサー、受信器を有
する。局部発振器は所定周波数の出力を行ない、切換器
は局部発振器の切換選択をする。ミクサーは受信した応
答信号の受信周波数と選択された局部発振器の出力周波
数との差または和の周波数の出力を取り出し、受信器は
ミクサーからの出力を受信する。

（作用）本発明の音響測位装置は、送信部により少なくとも２種
類の周波数（例えばｆ１１ｆ３）の超音波信号を送出し
、少なくとも２個のトランスポンダは送出された超音波
信号を受信して受信信号とは異なる周波数（例えば第２
　、ｆａ）の応答信号を送信し、受信部は各トランスポ
ンダからの応答信号（例えば第２　、ｆａ）を受信して
、これらの信号に基づいて被測位物体の測位、例えば、
方位、距ｇｌＩ（スラントレンジ）を計測する。受信器
は所定の周波数（例えばｆｏ）で受信を行なう。少なく
とも２個の局部発振器は所定の周波数（例えばｆｓ、第
６（但し第２−ｆ５＝ｆｏまたはｆｚ＋ｆ５＝ｆ６　、
ｆａ−ｆ６＝ｆｏまたはｆ、ｓ　＋ｆｂ　＝ｆｏ　））
の出力を行なう、切換器はこれら少なビとも２個の局部
発振器の切換選択を行ない、選択された局部発振器の出
力をミクサーに供給させる。ミクサーは応答周波数（例
えばｆｚ、ｆ４）と局部発振器の出力周波数（例えばｆ
ｓ、ｆ６）とを混合し、両者の差または和（ｆｚ　　ｆ
ｓまたはｆ２＋ｆｓ　、ｆ４−ｆ６またはｆ４＋ｆ６）
の周波数の出力を取り出し、その出力（ｆｏ）を受信器
に供給する。従って本発明の各手段は少ない受信系の要
素で従来の装置と同様の役割を果たすように働くので、
前記従来技術の問題点を解決することが可能となる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

第１図において第２図と同じ要素には同一の符号を付し
て詳細説明を省略する。なお、同図において、２０はミ
クサー、２１は第１の局部発振器、２２は第２の局部発
振器、２３は切換器、２４は受信器、２５は位相測定回
路、２Ｂはスラントレンジ測定回路である０本実施例に
おいては受波アレイ７から受信器２４までの受信系は２
組備わっている。

要素１〜８の動作は第２図の従来の装置と同様であるの
で説明の重複を避けるためここでは省略する。増幅器８
の出力にはｆｚ及びｆ４の各周波数の出力が得られる。

ここで受信器２４の受信周波数をｆｏとし、ｆｚ　Ｓ　
ｆｏ　、ｆａ　４ｆｏとする。

先ず、受信系がｆｚの応答周波数の信号を受信する場合
について述べると、切換器２３をｆｚの周波数を出力す
る第１の局部発振器２１側に切換え、ｆｚの周波数の出
力をミクサー２０に加える。ここでｆｚ−ｆ、、＝ｆ０
またはｆｚ　＋ｆＳ　＝ｆ、となるように第１の局部発
振器２１の周波数ｆ５を選ぶと、ｆｏの受信周波数であ
る受信器２４でｆｚの応答周波数の信号を受信すること
ができる。

次に受信系がｆ４の応答周波数の信号を受信す　　　　
７る場合について述べると、切換器２３をｆ６の周波数
を出力する第２の局部発振器２２側に切換えｆらの周波
数の出力をミクサー２０に加える。ここでｆ４’−ｆ６
＝ｆ０またはｆ４＋ｆ６＝ｆｏとなるように第２の局部
発振器２２の周波数ｆ６を選ぶと、ｆｏの受信周波数で
ある受信器２４でｆ４の応答周波数の信号を受信するこ
とができる。そして受信器２４の出力は位相測定回路２
５及びスラントレンジ測定回路２６に供給される。位相
測定回路２５及びスラントレンジ測定回路２６は□それ
ぞれ第２図の位相測定回路１０．１３及びスラントレン
ジ計測回路１１．１４と同様な機能を持ち同様に動作す
る。従って位相測定回路２５で２組の受信系の位相差を
計測し、一対の受波アレイ７を結んだ線に対するトラン
スポンダ５，６の方位角が求められ、スラントレンジ計
測回路２６で送波器３からトランスポンダ５及び６まで
の距離（スラントレンジ）が求められる。このように位
相測定回路２５及びスラントレンジ計測回路２６はトラ
ンスポンダ５及び６の受波アレイ７に対する方位角と距
ｇｌｋ（スラントレンジ）を直列に測定するので、信号
処理演算部１５はこれらを２組のデータとし、表示部１
６により表示を行なう。

本実施例によれば以上のように１個の受信器、位相測定
回路、スラントレンジ測定回路により各トランスポンダ
までの方位と距離（スラントレンジ）を測定することが
できる。従って装置が簡素となり、安価に製作できると
いう利点がある。

なお、上記実施例ではＬ個の切換器で２個の局部発振器
を切換選択するものについて説明してきたが、局部発振
器の数を増加させて切換器の切換え数を増加させること
により多目標のトランスポンダについて方位、距離を計
測することが可能となる。

また、前置増幅器８は受信器２４に充分な増幅度があれ
ば必ずしも必要ではなく、省略することができる。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば受信系の数を少なく
して各トランスポンダまでの距離（スラントレンジ）と
方位を測定できるため、装置が簡素化され、製作コスト
が安価になるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の音響測位装置のブロック図
、第２図は従来の音響測位装置のブロック図である。 ■・・・送信制御回路、　　２・・・送信回路、３・・
・送波器、　４・・・水中、５．６・・・トランスポンダ、　　７・・・受波アレ化
８・・・前置増幅器、１５・・・信号処理演算部、１６・・・表示部、　２０・・・ミクサー、２１　、２
２・・・局部発振器、　２３・・・切換器、２４・・・
受信器、　２５・・・位相測定回路、２８・・・スラン
トレンジ測定回路。

Claims

【特許請求の範囲】

少なくとも２種類の周波数の超音波信号を送出する送信
部と、該送信部から送出された超音波信号を受信し、受
信した超音波信号とは異なる周波数の応答信号を送出す
る少なくとも２個のトランスポンダと、該トランスポン
ダからの各応答信号を受信する受信部とから成り、被測
位物体の測位を行なう音響測位装置において、前記受信
部が、所定周波数の出力を行なう少なくとも２個の局部
発振器と、該局部発振器の切換選択を行なう切換器と、
受信した前記応答信号の受信周波数と選択された局部発
振器の出力周波数との差または和の周波数の出力を取り
出すミクサーと、該ミクサーの出力を受信する受信器を
有することを特徴とする音響測位装置。