超短基線音響測位システム

USBL (超短基線、またはSSBL (スーパーショートベースライン)とも呼ばれる) は、水中音響測位の方法です。USBL システムは、船の下のポールに取り付けられたトランシーバーと、海底、トウフィッシュ、またはROVに取り付けられたトランスポンダーまたはレスポンダーで構成されます。コンピューター、つまり「トップサイドユニット」は、トランシーバーによって測定された距離と方位から位置を計算するために使用されます。

機構

音響パルスはトランシーバーによって送信され、海底トランスポンダーによって検出され、海底トランスポンダーは独自の音響パルスで応答します。この応答パルスは船上のトランシーバーによって検出されます。最初の音響パルスの送信から応答が検出されるまでの時間は、USBL システムによって測定され、距離に変換されます。

海底位置を計算するために、USBL はトランシーバーから海底ビーコンまでの距離と角度の両方を計算します。角度は、トランスデューサーの配列を含むトランシーバーによって測定されます。トランシーバーヘッドには通常、10 cm 以下のベースラインで分離された 3 つ以上のトランスデューサーが含まれているため、「ショートベースライン」と呼ばれます。このトランスデューサーアレイ内の「位相差」と呼ばれる方法を使用して、海底トランスポンダーへの方向が計算されます。

環境ノイズの存在によりUSBL測位精度は低下します。カルマンフィルタリングと要素アレイを組み合わせることで、最小二乗平均誤差ルールを使用して信号をフィルタリングし、精度を向上させることができます。^[1]

アプリケーション

USBLは「逆」（iUSBL）構成で使用され、トランシーバーは自律型水中車両に搭載され、トランスポンダーはそれを発射する船舶または陸上に設置されます。この場合、「トップサイド」処理は車両内で行われ、自動ドッキング、ターゲット追跡、テキストメッセージの交換などのアプリケーションでトランスポンダーの位置を特定できます。 ^[2]

参考文献

^ 羅、清華;ヤン、シャオジェン。チュ・チュニュ。チェン、ユンサイ。羅振華（2021年1月）。「カルマンフィルタリングを備えた超短基線水中測位システム」。センサー。21 (1): 143.土井: 10.3390/s21010143。ISSN 1424-8220。PMC 7796008。PMID 33379311。
^ Sanchez、Nouran Salahieh、Eric Levenson、Priscilla Alvarez、Ray (2023-06-20). 「米政府内部メモによると、タイタンの探索中に響く音」CNN 。 2023年6月25日閲覧。{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)

外部リンク

「USBL Systems 製品調査」(PDF)。Hydro International、2008 年 5 月。2010 年 8 月 21 日時点のオリジナルからアーカイブ。{{cite web}}: CS1 メンテナンス: 不適切 URL (リンク)
Coxworth, Ben (2022-04-07). 「Hydrus は、自律型海洋探査技術をはるかに小型のパッケージに詰め込んでいます」。New Atlas 。2022-04-08に閲覧。
Jaffre, FM; Austin, TC; Allen, BG; Stokey, R.; von Alt, CJ (2005). 超短基線音響受信機/プロセッサ。pp. 1382–1385 第 2 巻。doi : 10.1109 / OCEANSE.2005.1513262。ISBN 0-7803-9103-9. S2CID 31059154。

[1] 羅、清華;ヤン、シャオジェン。チュ・チュニュ。チェン、ユンサイ。羅振華（2021年1月）。「カルマンフィルタリングを備えた超短基線水中測位システム」。センサー。21 (1): 143.土井: 10.3390/s21010143。ISSN 1424-8220。PMC 7796008。PMID 33379311。

[2] Sanchez、Nouran Salahieh、Eric Levenson、Priscilla Alvarez、Ray (2023-06-20). 「米政府内部メモによると、タイタンの探索中に響く音」CNN 。 2023年6月25日閲覧。{{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)