JPS5912994B2 - Marine ultrasonic speed meter error correction method - Google Patents
Marine ultrasonic speed meter error correction methodInfo
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- JPS5912994B2 JPS5912994B2 JP4091675A JP4091675A JPS5912994B2 JP S5912994 B2 JPS5912994 B2 JP S5912994B2 JP 4091675 A JP4091675 A JP 4091675A JP 4091675 A JP4091675 A JP 4091675A JP S5912994 B2 JPS5912994 B2 JP S5912994B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
- G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は船舶用ドツプラ式超音波速度計において、その
対水速度から等価対地速度に等価な情報を得ることを目
的とする誤差修正方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an error correction method for a Doppler ultrasonic speed meter for ships, the purpose of which is to obtain information equivalent to the equivalent ground speed from the water speed.
船舶において超音波を海底に向は発射しその反射波のド
ツプラ効果を利用するドツプラ式速度計が最近使用され
るようになり、対地速度計としてその有用性が認められ
注目されている。Doppler speedometers, which emit ultrasonic waves toward the seabed and utilize the Doppler effect of the reflected waves, have recently come into use in ships, and are attracting attention as their usefulness as ground speedometers has been recognized.
しかし、超音波はある深度(約150m)以上になると
減衰が大きく海底からの反射はその検出が困難となり、
ドツプラ式速度計は対地速度計としては使用できなくな
る。However, ultrasonic waves attenuate significantly beyond a certain depth (approximately 150 m), making it difficult to detect them when reflected from the seabed.
Doppler speedometers can no longer be used as ground speedometers.
このため従来は、ある深度以上では海底塊からの反射を
検出して対水速度計として使用している。For this reason, conventionally, above a certain depth, the reflection from the seafloor mass is detected and used as a water velocity meter.
対水速度計として作動すると潮流や風の影響を受けて真
の対地速度を示さないため、これを積算した航程には誤
差を含むが、この誤差を修正する方法を従来は講じてい
なかった。When operating as a water speed meter, it does not indicate the true ground speed due to the influence of currents and winds, so the route calculated by this measurement includes an error, but no method has been taken to correct this error in the past.
すなわち、航海に必要なのは対地速度であるが、船舶の
航行海域は一般に深いためドツプラ方法ではほとんど対
水モードでしか作動できない。In other words, ground speed is necessary for navigation, but since the sea areas in which ships navigate are generally deep, the Doppler method can almost only operate in water mode.
しかし一方、一般船舶の航行する航路はほとんど一定で
あるので、対水速度を積算して得られる航程と海図上で
得られる実航程との間には一定の関係が経験的に求めら
れる。On the other hand, however, since the routes traveled by general ships are almost constant, a certain relationship can be empirically determined between the voyage obtained by integrating the speed relative to the water and the actual voyage obtained on the nautical chart.
したがって、対水速度をある一定の割合で修正すれば、
得られた航程はほぼ実航程と一致する。Therefore, if the velocity relative to water is corrected at a certain rate,
The obtained route almost matches the actual route.
以上のことから、本発明は対水速度から等価対地速度に
等価な情報を得ることを目的とするものである。In light of the above, the present invention aims to obtain information equivalent to equivalent ground speed from water speed.
そして、ドツプラ式超音波速度計における誤差要因は種
々あってそれらは工場試験時又は試運転時に一括して総
合的に修正されるが、本発明はそれとは全く独立に対水
モード時にのみ上記の目的にかなうよう修正を行うこと
を特徴とする特ドツプラソナー、ドツプラログにおいて
はドツプラ周波数を速度値に換算するのに一定時間内に
含まれるドツプラ周波数(△f)信号を計数することに
よって行っており、その時間幅はゲートパルス幅によっ
て制御している。There are various error factors in the Doppler ultrasonic speed meter, and they are comprehensively corrected at the time of factory testing or trial run. In the special Doppler sonar and Doppler log, which is characterized by making corrections to suit the The time width is controlled by the gate pulse width.
したがって、このゲートパルス幅を対水モード時にのみ
基準値(前記の総合誤差修正後の)から変化させること
により、前記の誤差の補償が達成できる。Therefore, by changing this gate pulse width from the reference value (after the above-mentioned total error correction) only in the water mode, the above-mentioned error compensation can be achieved.
潮流の影響による誤差を修正するため、船舶の対水速度
に海流図から求めた潮流値を加減算して対地速度を求め
る方法では、潮流値が日時また海域によって変化する関
係からその修正回数がひんばんになりかつ修正装置が複
雑になる欠点がある。In order to correct errors caused by the influence of tidal currents, the method of determining ground speed by adding or subtracting the tidal current value determined from a current chart to the ship's speed relative to the water is difficult. However, the number of corrections is difficult because the tidal current value changes depending on the date and time and sea area. This has the disadvantage that it becomes a hassle and the correction device becomes complicated.
本発明はこれに対して、ある一定の区間(あるいは出港
地から入港地まで、あるいはある出発地から到着地まで
)において平均的に考えて対水速度の積算値を簡単容易
に対地速度の積算値に修正しようとするものである。In contrast, the present invention can easily and easily calculate the integrated value of water speed by considering the average value in a certain section (or from a port of departure to a port of entry, or from a certain point of departure to a point of arrival). This is what you are trying to modify to the value.
すなわち、本発明を適用したドツプラ式超音波速度計の
ゲートパルス幅を前記の基準値のままとしてまず一度目
的区間を往復航海し、その測定航程A1及びA2と海図
から求めた実際航程Bとから、B=At (1+e1)
及びB=A2(1+e2)によって潮流の影響による往
復航海時の誤差e1及びe2を算定する。That is, the gate pulse width of the Doppler ultrasonic speedometer to which the present invention is applied is kept at the above-mentioned reference value, and the target section is sailed once, and then the measured distances A1 and A2 are calculated from the actual distance B determined from the nautical chart. , B=At (1+e1)
and B=A2(1+e2) to calculate the errors e1 and e2 during the round trip voyage due to the influence of the tidal current.
そして、第二次航海時にはゲートパルス幅を基準値の(
1+et)倍及び(1+ 62)倍に修正するものであ
る。Then, during the second voyage, the gate pulse width was adjusted to the standard value (
1+et) times and (1+62) times.
なお、第二次航海時の実績を第三次航海時に加味すれば
更に修正精度が良くなり、このゲートパルス幅の基準値
の係数倍はある一定区間におけるほぼ同じ航路の航海に
対する修正方法として極めて簡単でありかつ十分に実用
し得るものである。In addition, if the results from the second voyage are taken into account during the third voyage, the correction accuracy will be further improved, and multiplying the reference value of the gate pulse width by a coefficient is extremely effective as a correction method for voyages along almost the same route in a certain section. It is simple and fully practical.
以下、具体的な構成回路実施例について本発明方法の詳
細を説明する。Hereinafter, details of the method of the present invention will be explained with reference to specific configuration circuit examples.
第1図において、まず原発1により発振された周波数f
oは分周器2により1/Mに分周され、これによりゲー
トパルスの周期T=M/foが決定される。In Figure 1, first, the frequency f oscillated by nuclear power plant 1
The frequency o is divided by 1/M by the frequency divider 2, thereby determining the period T=M/fo of the gate pulse.
またこの周波数foは分周器3により1/Nに分周され
、これによりゲートパルス幅を決める基準周波数fo/
Nが作られる。Further, this frequency fo is divided by 1/N by the frequency divider 3, thereby determining the reference frequency fo/which determines the gate pulse width.
N is created.
図中点線で囲んだ位相検波器4、電圧制御発振器5、プ
リセットカウンタ6から成る部分7は周知の位相同期回
路で、信号f o / Nが入力されそしてプリセット
カウンタ6にXなる値が設定されていると、foくなる
周波数が電圧制御発振器から出力される。A portion 7 surrounded by a dotted line in the figure and consisting of a phase detector 4, a voltage controlled oscillator 5, and a preset counter 6 is a well-known phase synchronization circuit, into which a signal fo/N is input and a value of X is set in the preset counter 6. , the voltage controlled oscillator outputs a frequency of fo.
この信号foeは分周器8により更に1/1000に分
周された後、Aフリップフロップ9のリセット端子に加
えられてこれをリセットする。This signal foe is further divided into 1/1000 by the frequency divider 8, and then applied to the reset terminal of the A flip-flop 9 to reset it.
Aフリップフロップ9は前記の周期信号fo/Mにより
セットされ、そして同時に分周器8はリセットされて最
初から分周動作を始めるので、Aフリップフロップ9が
リセットされるまでの時間は周波数XI N
100O
foNlooOの逆数の となり、これがドラo
X
プラシフトを速度値に変換する際のゲートパルス幅とな
る。The A flip-flop 9 is set by the above-mentioned periodic signal fo/M, and at the same time the frequency divider 8 is reset and starts dividing from the beginning, so the time until the A flip-flop 9 is reset is equal to the frequency XI N
The reciprocal of 100O foNlooO becomes , and this is the
X This is the gate pulse width when converting the plastic shift into a speed value.
プリセットカウンタ6の設定値Xを1000に設定した
ときが基準値となり、N/foが基準ゲートパルス幅と
なる。The reference value is when the set value X of the preset counter 6 is set to 1000, and N/fo is the reference gate pulse width.
取付誤差等システムの精度に影響を及ぼす要因がある場
合には、その程度に応じてXの値を設定すればゲートパ
ルス幅は0.1%単位で任意に変えることができる。If there is a factor that affects the accuracy of the system, such as an installation error, the gate pulse width can be arbitrarily changed in units of 0.1% by setting the value of X according to the degree of the factor.
そして、このようにして得られたゲートパルスは対地速
度測定時のゲートパルスとして使用される。The gate pulse thus obtained is used as a gate pulse when measuring ground speed.
対水モード誤差修正値(すなわち、対水速度から等価対
地速度を得るための修正値)の設定も同様に行うことが
できる。Setting of the water mode error correction value (that is, the correction value for obtaining the equivalent ground speed from the water speed) can be performed in the same manner.
すなわち、誤差修正値Yを一致回路11に設定し、その
符号は連動スイッチ12により正の場合は接点1に負の
場合は接点2にセットする。That is, the error correction value Y is set in the coincidence circuit 11, and its sign is set in the contact 1 by the interlocking switch 12 when it is positive and at the contact 2 when it is negative.
カウンタ13の入力としては電圧制御発振器5の出力信
号fOXを使用し、カウンタ13はこの信号を計数し、
それがYになれば一致回路11はBフリップフロップ1
4にリセット信号を送出する。The counter 13 uses the output signal fOX of the voltage controlled oscillator 5 as an input, and the counter 13 counts this signal.
If it becomes Y, the coincidence circuit 11 switches to the B flip-flop 1.
Sends a reset signal to 4.
カウント数がYになる時間をtとすると、fo M t
= Yであるからt=NY/foXとなる。If the time when the count number reaches Y is t, then fo M t
= Y, so t=NY/foX.
Bフリップフロップ14のセットとカウンタ13のリセ
ットすなわち計数開始は同時であるので、Bフリップフ
ロップ14の出力パルス幅はNY/foXとなる。Since the setting of the B flip-flop 14 and the reset of the counter 13, that is, the start of counting, occur at the same time, the output pulse width of the B flip-flop 14 is NY/foX.
この対水モード誤差修正値Yで決まるパルスはパルス合
成回路15で、Aフリップフロップ9で決まるパルスに
修正値として加算又は減算される。The pulse determined by the water mode error correction value Y is added or subtracted as a correction value from the pulse determined by the A flip-flop 9 in the pulse synthesis circuit 15.
そしてその結果は第2図に示す通りであり、対水速度測
定ゲートパルス幅は1000・N 十Y 、 N −X
fo X f。The results are shown in Figure 2, and the water speed measurement gate pulse width is 1000·N + Y, N -X
fo X f.
1000・N (1±□品。1000・N (1±□ product.
)となり、Yの値は対地速X f。), and the value of Y is ground speed X f.
度測定ゲートパルス幅の基準値1000 Nの0.1%
Xf。0.1% of the standard value of 1000 N for temperature measurement gate pulse width
Xf.
単位で加算又は減算ができる。You can add or subtract in units.
なお、本発明方法による船舶用超音波速度計において通
常の対水速度を測定する場合には、一致回路11に設定
するYの修正値を零とし、連動スイッチ12を接点1,
2のいずれかにセットして行う。In addition, when measuring normal water speed using the ultrasonic speed meter for ships according to the method of the present invention, the correction value of Y set in the matching circuit 11 is set to zero, and the interlocking switch 12 is set to contact 1,
Set it to either of 2.
上述のように本発明方法によれば、対水モード誤差修正
値Yにより決定されるパルス幅は独立に決めることがで
き、これによりXにより決まる調整済みの基準パルス幅
を乱すことがない。As described above, according to the method of the present invention, the pulse width determined by the water mode error correction value Y can be determined independently, thereby not disturbing the adjusted reference pulse width determined by X.
第1図は本発明方法実施例の構成回路図、第2図は第1
図の各部分(どおけるパルス幅の説明図である。FIG. 1 is a configuration circuit diagram of an embodiment of the method of the present invention, and FIG.
This is an explanatory diagram of the pulse width in each part of the figure.
Claims (1)
度の海底塊からの反射波を受け、基準ゲート時間に含ま
れる上記反射波のドツプラ周波数(△f)信号を計数す
るこ吉により、上記船舶の対地速度又は対水速度を測定
する方法において、対地速度の測定が不能な所定深度以
上の区間を航行する場合、上記区間におけるほぼ同じ航
路の過去の航行において得られた、海図上で所定の対地
平均速度で航行したと仮定して得られる航程と、上記対
地平均速度と同一の対水平均速度で得られた実測航程と
の差値に基づき、対水速度測定用の上記基準ゲート時間
の時間幅を加減修正し、これに基づいて対水速度から等
価対地速度を得ることを特徴とする船舶用超音波速度計
誤差修正方法。1 Receiving the reflected waves of the ultrasonic waves emitted from the ship from the seabed or from the seafloor mass at a predetermined depth, and counting the Doppler frequency (△f) signals of the reflected waves included in the standard gate time In the method of measuring ground speed or water speed, when navigating in a section at a depth greater than a specified depth where ground speed cannot be measured, the specified point on the nautical chart, which was obtained during a past navigation on approximately the same route in the above section, is used. Based on the difference between the distance obtained assuming that the ship sailed at an average speed and the measured distance obtained at the same average speed over the water as the above-mentioned average speed over the ground, calculate the above-mentioned reference gate time for measuring speed over the water. A method for correcting errors in an ultrasonic speedometer for ships, characterized by adjusting the width and obtaining equivalent ground speed from water speed based on this.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4091675A JPS5912994B2 (en) | 1975-04-04 | 1975-04-04 | Marine ultrasonic speed meter error correction method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4091675A JPS5912994B2 (en) | 1975-04-04 | 1975-04-04 | Marine ultrasonic speed meter error correction method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS51115873A JPS51115873A (en) | 1976-10-12 |
| JPS5912994B2 true JPS5912994B2 (en) | 1984-03-27 |
Family
ID=12593813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4091675A Expired JPS5912994B2 (en) | 1975-04-04 | 1975-04-04 | Marine ultrasonic speed meter error correction method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5912994B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2082325B (en) * | 1980-02-22 | 1985-01-16 | Sonic Tape Plc | A sonar distance sensing apparatus |
-
1975
- 1975-04-04 JP JP4091675A patent/JPS5912994B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS51115873A (en) | 1976-10-12 |
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