(57)【要約】 【課題】  【解決手段】  発信手段、及びＮ個のトランスデューサを有する複合物理アンテナを備える受信手段が設けられた、変位可能な搬送体上に位置するソナーと、前記搬送体上に配置され、前記搬送体の瞬間の位置及び向き情報を測定できる慣性航法システムと、慣性航法システムとソナーの両方の同期を可能にする時間信号を供給する共通のクロックと、  前記搬送体の瞬間速度を決定する手段であって、前記決定された速度が前記慣性航法システムを扶助してそのドリフトを補正する手段と、搬送体の変位の間の物理アンテナの運動が前記慣性航法システムにより測定された情報から完全に既知であることを考慮して、Ｋ回のソナー動作回帰による合成アンテナ手法の構成により海底の画像が得られるようにするマイクロ航法手段とを備える合成アンテナによるソナーシステム。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発信手段、及びＮ個のトランスデューサ（１２１）を有する複合物理アンテナ（１２０）を備える受信手段が設けられた、変位可能な搬送体上に位置するソナー（１１０）と、
前記搬送体上に配置され、前記搬送体の瞬間の位置及び向き情報を測定するのに適した慣性航法システム（１６０）と、
クロック（１５０）と
を備える合成アンテナによるソナーシステムにおいて、
前記クロックが前記慣性航法システムと前記ソナーの両方の同期を可能にする時間信号を供給する共通のクロックであり、前記ソナーシステムがまた、
前記搬送体（３５０）の瞬間速度を決定する手段であって、前記決定された速度が前記慣性航法システムを扶助してそのドリフトを補正する手段と、
前記搬送体の変位の間の物理アンテナの運動が前記慣性航法システムにより測定された前記情報から完全に既知であることを考慮して、Ｋ回のソナー動作回帰による合成アンテナ手法の構成により海底の画像が得られるようにするマイクロ航法手段（３１０）とを備えることを特徴とする
合成アンテナによるソナーシステム。
【請求項２】
前記マイクロ航法手段（３１０）がまた海底の水深測量情報が得られるようにすることを特徴とする請求項１に記載のソナーシステム。
【請求項３】
前記マイクロ航法手段が第１のマイクロ航法手段（３１０）であり、前記ソナーシステムがさらに、前記物理アンテナ（１２０）の瞬間の変位及び向き情報の計算を可能にする第２のマイクロ航法手段（３２０）を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のソナーシステム。
【請求項４】
前記第２のマイクロ航法手段（３２０）が前記物理アンテナ（１２０）の前記瞬間の位置及び向き情報を計算するためのオートフォーカス法を使用することを特徴とする請求項３に記載のソナーシステム。
【請求項５】
前記第２のマイクロ航法手段（３２０）が前記搬送体の前記瞬間速度を決定する手段として使用され、その場合、前記慣性航法システム（１６０）を扶助する前記決定された速度が前記第２のマイクロ航法手段により計算された情報から演繹されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のソナーシステム。
【請求項６】
前記速度決定手段が、測定された瞬間速度を前記決定された速度として供給できるドップラー測程器（３５０）から成ることを特徴とする請求項１ないし４の一つに記載のソナーシステム。
【請求項７】
前記マイクロ航法手段（３１０、３２０）がリアルタイムで動作することを特徴とする請求項１ないし６の一つに記載のソナーシステム。
【請求項８】
２ｍの長さを有し、受信において動作するＮ個のトランスデューサ（１２１）と約１００ｋＨｚの周波数を有する音響信号を発生させる発信手段から成る前記物理アンテナ（１２０）により、前記ソナー（１１０）が３００ｍの距離において１５ｃｍのオーダの解像力を有する画像が得られるようにすることを特徴とする請求項１ないし７の一つに記載のソナーシステム。
【請求項９】
その長手方向に沿って変位するようになっており、その各側面にソナーシステムを備える搬送体であって、前記側面ソナーシステムが請求項１ないし８の何れか一つに記載のソナーシステムを備えることを特徴とする搬送体。
【請求項１０】
変位方向に変位可能な搬送体上に位置するソナーシステム（１１０）であって、
Ｎ個のトランスデューサ（１２１）を有する複合物理アンテナ（１２０）と、
前記搬送体上に配置された慣性航法システム（１６０）と、
クロック（１５０）と
を備えるソナーシステムの使用により合成アンテナを構成する方法において、
前記搬送体の瞬間速度を決定することと、
前記決定された瞬間速度を用いて慣性航法システムを扶助することにより後者のドリフトを補正することと、
マスタクロックとして使用される前記クロックにより供給されるクロック信号により前記慣性航法システムと前記ソナーを同期させることと、
画像形成すべき領域にＫ回音波発射するステップと、
前記物理アンテナの各トランスデューサにより生じたＮ個の電気信号をＫ回受信するステップと、
前記慣性航法システムにより前記搬送体の瞬間の位置及び向き情報を測定するステップと、
前記物理アンテナの運動が前記慣性航法システムにより測定された前記情報から既知であることを考慮してＫｘＮ個の信号を互いに関係づけることにより前記合成アンテナ手法を構成することにあるマイクロ航法ステップと
にあることを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記マイクロ航法ステップの間に前記合成アンテナの構成後に得られたデータを用いて陰影とエコーを有する画像と、水深測量画像とから一つの画像を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記マイクロ航法ステップが第１のマイクロ航法ステップであって、方法がさらに、前記物理アンテナ（１２０）の運動を演繹的に知ることなくＫｘＮ個の信号を互いに関係づけることにより合成アンテナ手法を構成することにある第２のマイクロ航法ステップを含み、前記第２のマイクロ航法ステップが中でも、前記物理アンテナの瞬間の位置及び向き情報の計算を可能にすることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２のマイクロ航法ステップがオートフォーカス法を実施することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記搬送体の瞬間速度が前記第２のマイクロ航法ステップの間に決定された情報から決定され、そのように決定された前記速度が前記慣性航法システム（１６０）を扶助してそのドリフトを補正することを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のマイクロ航法、前記第２のマイクロ航法及び画像形成のステップの内の少なくとも一つのステップがリアルタイムで行われることを特徴とする請求項１０ないし１４の一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明は合成開口ソナーシステム及びその動作に関する。
【背景技術】
【０００２】
ある距離における在来ソナーの解像力はアンテナ長に依存する。従って、ソナー解像力を改善するためにまずアンテナの長さ寸法が増加されてきた。
【０００３】
次いで、トランスデューサの寸法はそれに従って増加できないので、Ｎ個のトランスデューサのリニアアレイから成る複合物理アンテナが提案されてきた。
【０００４】
最後に、新しい計算及び信号処理手段の完成はいわゆる「合成アンテナ」が開発されることを可能にしてきた。
【０００５】
ソナー装置は例えば側面ソナーとして使用される。そのとき、複合アンテナは、海底の画像を撮影するためにフィッシュ又は搬送体の側面の一方に配置される。搬送体は自動推進されてもよいが、好ましくは水上船により曳航される。搬送体はアンテナの直線方向に実質的に平行な長手方向Ｙに沿って変位する。側面ソナーは従ってＹ方向に垂直な観察方向を有する。
【０００６】
合成アンテナの原理はＫ個の瞬間、従ってＫ個の引き続く停泊位置にある受信機として動作する、物理アンテナの異なるトランスデューサにより受信された信号を使用することにある。図１に模式的に示されるように、適当な信号処理はアンテナを段階的に再現することを可能にし、その長さ寸法を大きくできる。合成アンテナにより得られる解像力はデータ取得に必要とされるＫ回の異なる引き続く回帰の間に踏破される長さと同様の長さを有する在来のアンテナのものに相当する。
【０００７】
より正確には、合成アンテナ手法を構成するために、Ｋ回の引き続く回帰の間のＮ個のトランスデューサにより供給されるＫｘＮ個の信号が線形に結合される。一つの回帰は短い発信時間の間の音響信号の発信に始まり、その後に対応するエコーを受信する期間に相当する。この組合せの線形係数は、一方ではアンテナに沿う異なるセンサ位置による、他方では検出される物体、即ちエコー源に対するアンテナの相対位置変化による遅延又は位相ずれに対応する。
【０００８】
搬送体、従ってアンテナの完全に直線的かつ一様な運動の単純な場合、これらの遅延は既知である。実際には、搬送体は大きくかつでたらめに動く。従って、Ｋ回の取得回帰の間の送信及び受信トランスデューサの位置は正確には既知ではない。その結果、合成すべきアンテナの形状は不正確である。
【０００９】
従って、そのような合成アンテナソナーの精度は直線的かつ一様な理論的航行軌道に対するアンテナ偏差により制限される。
【００１０】
これらの欠陥を矯正して観測精度を増すために種々の解決策が研究されてきた。
【００１１】
仏国特許第２７６９３７２号公報は、アンテナが取り付けられる船の空間位置測定の誤差が大きすぎるのでアンテナ位置測定に必要とされる精度が慣性航法システム（ＩＮＳ）の能力範囲外にあるという記述から始まる。
【００１２】
ＩＮＳの使用を避けるために、仏国特許第２７６９３７２号公報は、中でも異なる測定信号の処理からアンテナ位置を得られるようにするいわゆる「オートフォーカス」法の開発を指摘している。米国特許第４２４４０３６号に述べられた特定のオートフォーカス法において、二つの回帰間のアンテナ回転角の精度はこの方法の精度を制限する要因である。
【００１３】
この困難を克服するために、仏国特許第２７６９３７２号公報はジャイロスコープを使用し、主複合アンテナに垂直な補助アンテナにより受信信号の照準角を測定してアンテナの角度変動による効果を補正することを提案している。
【特許文献１】仏国特許第２７６９３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、発明は、改良された解決策が合成アンテナを用いて達成されるようにする別の合成アンテナによるソナーシステムを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このために、発明の対象は、発信手段、及びＮ個のトランスデューサを有する複合物理アンテナを備える受信手段が設けられた、変位可能な搬送体上に位置するソナーと、搬送体上に配置され、搬送体の瞬間の位置及び向き情報を測定できる慣性航法システムと、クロックとを備える合成アンテナによるソナーシステムである。
【００１６】
発明によるソナーシステムは、クロックが慣性航法システムとソナーの両方の同期を可能にする時間信号を供給する共通のクロックであり、ソナーシステムがまた、搬送体の瞬間速度を決定する手段であって、前記決定された速度が慣性航法システムを扶助してそのドリフトを補正する手段と、搬送体の変位の間の物理アンテナの運動が慣性航法システムにより測定された情報から完全に既知であることを考慮して、Ｋ回のソナー動作回帰による合成アンテナ手法の構成により海底の画像が得られるようにするマイクロ航法手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、マイクロ航法手段はまた海底の水深測量情報が得られるようにする。
【００１８】
好ましい実施の形態において、マイクロ航法手段は第１のマイクロ航法手段であり、ソナーシステムはさらに、物理アンテナの瞬間の変位及び向き情報の計算を可能にする第２のマイクロ航法手段を備える。
【００１９】
好ましくは、第２のマイクロ航法手段は物理アンテナの瞬間の位置及び向き情報を計算するためのオートフォーカス法を使用する。
【００２０】
更に好ましくは、第２のマイクロ航法手段は搬送体の瞬間速度を決定する手段として使用され、その場合、慣性航法システムを扶助する前記決定された速度は第２のマイクロ航法手段により計算された情報から演繹される。
【００２１】
他の実施の形態において、速度決定手段は、測定された瞬間速度を前記決定された速度として供給できる測程器、例えばドップラー測程器から成る。
【００２２】
好ましくは、マイクロ航法手段はリアルタイムで動作する。
【００２３】
特定の実施の形態において、２ｍの長さを有し、受信において動作するＮ個のトランスデューサと約１００ｋＨｚの周波数を有する音響信号を発生させる発信手段から成る物理アンテナにより、ソナーは３００ｍの距離において１５ｃｍのオーダの解像力を有する画像が得られるようにする。
【００２４】
本発明の他の対象は、その長手方向に沿って変位するようになっており、その各側面に発明によるソナーシステムを備える搬送体である。
【００２５】
本発明の更に他の対象は、変位方向に変位可能な搬送体上に位置するソナーシステムであって、Ｎ個のトランスデューサを有する複合物理アンテナと、前記搬送体上に配置された慣性航法システムと、クロックとを備えるソナーシステムの使用により合成アンテナを構成する方法である。
【００２６】
本発明による方法は、それが、搬送体の瞬間速度を決定することと、前記決定された瞬間速度を用いて慣性航法システムを扶助することにより後者のドリフトを補正することと、マスタクロックとして使用されるクロックにより供給されるクロック信号により慣性航法システムとソナーを同期させることと、画像形成すべき領域にＫ回音波発射するステップと、物理アンテナの各トランスデューサにより生じたＮ個の電気信号をＫ回受信するステップと、慣性航法システムにより搬送体の瞬間の位置及び向き情報を測定するステップと、物理アンテナの運動が慣性航法システムにより測定された情報から既知であることを考慮してＫｘＮ個の信号を互いに関係づけることにより合成アンテナ手法を構成することにあるマイクロ航法ステップとにあることを特徴とする。
【００２７】
好ましくは、この方法は、マイクロ航法ステップの間に合成アンテナの構成後に得られたデータを用いて陰影とエコーを有する画像と、水深測量画像とから一つの画像を形成するステップを含む。
【００２８】
更に好ましくは、前記マイクロ航法ステップは第１のマイクロ航法ステップであって、この方法はさらに、物理アンテナの運動を演繹的に知ることなくＫｘＮ個の信号を互いに関係づけることにより合成アンテナ手法を構成することにある第２のマイクロ航法ステップを含み、第２のマイクロ航法ステップは中でも、物理アンテナの瞬間の位置及び向き情報の計算を可能にする。
【００２９】
好ましくは、第２のマイクロ航法ステップはオートフォーカス法を実施する。
【００３０】
好ましくは、搬送体の瞬間速度は第２のマイクロ航法ステップの間に決定された情報から決定され、そのように決定された速度は慣性航法システムを扶助してそのドリフトを補正する。
【００３１】
更に好ましくは、第１のマイクロ航法、第２のマイクロ航法及び画像形成のステップの内の少なくとも一つのステップはリアルタイムで行われる。
【００３２】
添付図面を参照して単に例証及び非制限的例として与えられる発明の特定の実施の形態の説明から、発明はよりよく理解されるであろうし、発明の他の目的、詳細、特徴及び利点はより明確に明らかとなるであろう。これらの図面において、
図１は左に複合物理アンテナを、右に物理アンテナの変位により達成される合成アンテナの一般原理を模式的に示す。
図２は発明によるソナーシステムの物理的構成を示す。
図３は二つの引き続く回帰ｋ及びｋ＋１における複合物理アンテナの位置を模式的に示す。
図４は図２のソナーシステムの動作を図解するブロック図である。
図５は本発明による時間によるＩＮＳドリフトの補正を示すグラフである。
図６は発明によるソナーシステムにより得られた画像である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
発明によるソナーシステムは図２に模式的に示される。ソナーシステム１００は水中に沈められるようになっておりかつ搬送体上に位置する部分１００ａと、水上船の舷側に付けられるようになっている部分１００ｂとを備える。ソナーシステム１００の部分１００ａと１００ｂは適当な電線を介して互いに通信する。
【００３４】
水中に沈められた部分１００ａには受信時に動作するＮ個のトランスデューサと発信時に動作するＮ’個のトランシデューサから成るアンテナが設けられる。ソナー１１０は、所望の音響信号を定期的に発しかつ受信機として動作するトランスデューサのそれぞれの時間信号を受信するようになっている電子装置１１５を備える。電子装置が発信機能から受信機能への高速切換えを可能にするのであれば、同じトランスデューサがこれら二つの機能に対して使用されてもよい。
【００３５】
電子装置１１５はまたソナーシステム１００の部分１００ｂとの通信を可能にする。
【００３６】
部分１００ａはまた慣性航法システム（ＩＮＳ）１６０を備える。例えば、慣性航法システム１６０は１０ｍｓのサンプリング周期を有するＩＸＳＥＡ社の「Ｐｈｉｎｓ」慣性航法システムであってもよい。慣性航法システムの動作は周知であり、本願では詳述する必要はない。適当なセンサが設けられたシステム１６０は搬送体の運動を測定し、測定された各時点の搬送体の瞬間の位置及び向き情報を供給する。角度精度は０．０１°のオーダを有する。
【００３７】
ソナーシステム１００はまた共通のクロック１５０を備える。例えば、ＣＦＰＴ３７と呼ばれるＣＭＡＸ社のクロックが使用されてもよい。それは、構成全体が共通の時間基準をもつように、ソナーシステム１００の種々の構成要素に４０ＭＨｚのクロック信号を供給する。詳細には、ソナー１１０とＩＮＳ１６０は２５ナノ秒より良好に同期し、これは後で述べられるように、画像形成及び位置決め信号の同期処理を可能にする。ある変種では、マスタクロックはソナーの内部クロックであってもよく、そうでなければシステムの別の構成要素のクロックであってもよい。しかし、図２に示されるよう、システム全体を計時する精度の高いクロックを追加することが好ましい。
【００３８】
ソナーシステムの部分１００ｂは計算機２１０を備える。この計算機は計算ユニット又は処理装置２１５、ランダムアクセスメモリやリードオンリーメモリのような記憶手段２１６や、一方では下部１００ａとの、より詳細にはソナー１１０及びＩＮＳ１６０との通信を可能にし、他方では収集及び処理された情報を画像として視覚化するようにモニタ２２０やプリンタのような周辺機器との通信を可能にする入力及び出力インターフェースを備えるＰＣ型コンピュータであってもよい。
【００３９】
動作において、搬送体は垂直軸Ｚに沿って測定された海底に対する平均高度で航行する。側面ソナーの照準面において、長手方向Ｙは搬送体平均変位の方向に対応し、方向Ｘは方向Ｙに垂直でありかつ方向Ｚを含む平面内に位置する。
【００４０】
図３を参照すれば、水中に沈められた搬送体はその各側面に受信機として動作し、リニアアレイを形成するＮ個のトランスデューサ１２１から成る複合物理アンテナ１２０を保持する。アンテナ１２０の軸は搬送体の長手方向の軸と合致する。
【００４１】
受信に使用されるＮ個のトランスデューサの他に、アンテナ１２０の各端部に配置された二つのトランスデューサ１２２が送信機として使用される。もう一つの実施の形態において、送信機として動作するトランスデューサが一つだけアレイの中央に配置されてもよい。なおもう一つの実施の形態において、三つのトランスデューサ（そのうち二つはアンテナの各端部に配置される）が送信機として動作する。
【００４２】
今度は合成アンテナの構成原理が述べられる。図３において、物理アンテナ１２０はまず回帰ｋ、次いで次の回帰ｋ＋１で示される。図解された実施の形態において、アンテナ１２０は図２において左から右へｎ＝１ないしｎ＝８と番号が付けられた８個のトランスデューサ１２１を備える。物理アンテナの端部（ｎ＝１及びｎ＝８）に配置されたトランスデューサ１２１は発信に使用される。他の中間トランスデューサ（ｎ＝２ないしｎ＝７）は受信に使用される。
【００４３】
二つの引き続く回帰間を物理アンテナが変位する。従って、所望の航行に対する、即ち直線かつ一様な軌道に対する偏差又はマイクロ航法運動を決定することが試みられる。実際、慣性、潮流等の効果はこの所望の軌道に対する搬送体位置の変動を発生させる。
【００４４】
固体であるアンテナの二つの引き続く時点間の運動は従って、アンテナの幾何学的中心位置（三つの位置パラメータ）とこの幾何学的中心の周りのアンテナの向き（三つの角度パラメータ）の変動により決定される。
【００４５】
搬送体が実際に所望の軌道に沿ってＬ／２（ただし、Ｌは物理アンテナの長さ）の最大速度で変位すれば、回帰ｋにおける物理アンテナ１２０ｂの後半のトランスデューサについて得られた信号と、回帰ｋ＋１における物理アンテナ１２０ａの前半のトランスデューサについて得られたものとの間に非常に大きい相関があるであろう。
【００４６】
逆に、物理アンテナが回帰ｋとｋ＋１の間でマイクロ運動を行えば、合成アンテナ手法の構成の間に導入されるさらなる遅延、即ち、回帰ｋにおける物理アンテナ１２０ｂの後半のトランスデューサと、回帰ｋ＋１における物理アンテナ１２０ａの前半のものとの間に最大相関が得られるようにする遅延はアンテナの理想的運動に対する変動についての情報を含むと結論づけられる。
【００４７】
しかし、導入されるさらなる位相ずれは以下の二つの異なる寄与から生じる。即ち、アンテナがマイクロ運動を行った二つのトランスデューサを互いに関係づける遅延と、エコー源Ｍが回帰ｋ及びｋ＋１の間で別の角度で観測されたことによる遅延とである。
【００４８】
図４を参照すれば、これらの寄与を評価及び分離するために二つの技術が発明において実施される。
【００４９】
以下第１のマイクロ航法方法３１０と呼ばれる第１の実施方法は、慣性航法システム１６０により測定された瞬間の位置及び向き情報を用いて回帰ｋと次の回帰ｋ＋１の間のアンテナ１２０の運動を完全に決定することにある。
【００５０】
アンテナ１２０の運動が分かったら、アンテナ合成を最新のＫ回の回帰について行うことができる。
【００５１】
また、異なるトランシデューサから来るＫｘＮ個の信号の例えばコヒーレントな合成は海底の陰影・エコータイプの画像の形成を可能にする。
【００５２】
さらに、異なる信号間の最大コヒーレンスを求めるために、この手法の構成中に導入されたさらなる遅延は、全てエコー源Ｍが異なる角度で観測されることによるものと解釈される。これは主としてエコー源Ｍの垂直位置が決定されることを可能にし、これは海底の水深測量又は地形情報に対応する。
【００５３】
第２のマイクロ航法方法３２０と呼ばれる第２の方法によれば、エコー源による寄与をアンテナ運動による寄与から分離する信号処理方法が実施される。例えば、米国特許第４２４４０３６号に述べられるオートフォーカス法が使用されてもよい。それは場合によっては仏国特許第２７３８９１８号に述べられる方法を用いて改善でき、それにより、物理アンテナの位相中心が二つの引き続く回帰の間でアンテナに沿ってシフトされてこれらの位相中心間の相関を向上する。第２のマイクロ航法方法３２０は従ってアンテナの瞬間の位置及び向き情報の計算を可能にする。
【００５４】
図４において、ソナーシステム１００の動作が、ブロック図形式で示される。クロック１５０は定期的にクロック信号をソナー１１０とシステム１６０に送信し、従って、これらの二つのサブシステムは完全に同期する。各回帰ｋにおいて、ソナーはＮ個の時間信号Ｓｎ，ｋを発信する。それと同時に、システム１６０は瞬間の位置ｘｙｚ（ｔ）と瞬間の向きθφψ（ｔ）の測定値を供給する。
【００５５】
その命令がコンピュータ２０６の記憶手段２１６に記憶されるソフトウェアの形式で実施される第１のマイクロ航法アルゴリズム３１０は次いで処理装置２１５により実行される。このアルゴリズムは測定された位置データと、Ｋ回の回帰の奥行きに関する信号Ｓｎ，ｋを使用してリアルタイムでソナーアンテナを合成する。
【００５６】
さらに、陰影・エコー画像３３０を形成するアルゴリズムは第１のマイクロ航法３１０の間のアンテナ合成の間に得られた情報を使用して画面２２０上に陰影・エコー画像をリアルタイムに発生させる。
【００５７】
さらに、水深測量画像３４０を形成するアルゴリズムは第１のマイクロ航法３１０の間のアンテナ合成の間に得られた情報を使用して海底の水深測量画像を発生させる。
【００５８】
リアルタイムアンテナ合成が、現在の特定のコンピュータの処理装置の動作周波数と二つのソナー動作回帰間に利用可能な時間とを考慮に入れて計算の実行数が減らされるという意味で特定の問題を起こさないとしても、リアルタイムで画像を形成する可能性はより微妙である。このために、並列に動作するいくつかの処理装置を有するコンピュータにより実行できるアルゴリズムを作り出すために既知の「fast factorised back
projection（高速因数分解逆投影」法（例えばS. BANKS著，「Studies in High Resolution Synthetic Aperture
Sonar」，University College London，２００２年参照）が大いに並列化された。こうして、典型的には４００ｍｓの各回帰において１ｍｘ６００ｍの摺動海底観測窓に相当する画像を画面上に表示することが可能である。
【００５９】
第２のマイクロ航法アルゴリズム３２０もまたソフトウェア形式で実施される。この第２のマイクロ航法アルゴリズムは第１のマイクロ航法アルゴリズム３１０と同じコンピュータ２１０で実行され、あるいはこの第２のアルゴリズムは別のコンピュータ等で実施される。
【００６０】
第２のマイクロ航法の方法３２０は入力としてＫ回の回帰の奥行きに関する信号Ｓｎ，ｋを採用してアンテナ運動による寄与と時間による角度変化に基づく海底点の観測から生じる寄与の両方を決定する。第２のマイクロ航法の方法３２０は物理アンテナの瞬間の変位及び向き情報が生成されるようにする。
【００６１】
発明の現在好ましい実施の形態において、第２のマイクロ航法３２０により計算された位置は慣性航法システム１６０のドリフトを補正するために使用される舷側の測程器３５０に記憶される。
【００６２】
実際、慣性航法システム１６０により測定された情報が画像形成プロセスに使用できるように十分な精度を達成するために、慣性航法システムとソナーが同期することだけでなく、慣性航法システム１６０のドリフトが補正されることも重要である。図５に示されるように、慣性航法システムは如何なる不変の指標も持たないので、慣性航法システムと実際位置間の差に相当するドリフトは慣性航法システムの運動自身に従って変化する。従って、システムに速度情報を扶助することが必要である。
【００６３】
本発明によるシステムの好ましい実施の形態において、この速度は第２のマイクロ航法方法３２０から得られた情報に基づいて決定される。瞬間速度値は図５に実線で示されるドリフトが補正されるようにする。
【００６４】
この補正のおかげで、ドリフトは図５に破線で示される直線の形に戻される。線形ドリフトの影響が画質に対して無視でき、この画像のジオリファレンシングに対してずっと小さいのでシステム１６０のこの線形ドリフトの振る舞いは第１のマイクロ航法方法の実施に影響を与えない。
【００６５】
最後に、図６は発明によるソナーシステムにより得られた画像を示す。これらは従来グレースケールで示される画像である。それらは受信において２４個のトランスデューサ、発信において３個のトランスデューサで構成される２ｍに等しい長さＬを有する物理アンテナを用いて得られた。動作周波数ｆは約１００Ｈｚ、即ち１．５ｃｍオーダの波長λを有する。アンテナは、Ｖｍａｘ＝５ｋノットの搬送体の最大直線変位速度より小さい変位速度で最新のＫ＝１５の回帰について合成される。
【００６６】
ＩＮＳのおかげで位置が約λ／８（線形ドリフト範囲内）で識別できるようにする発明によるソナーシステムを用いて得られた画像の精度は３００ｍの距離Ｒに対して１５ｃｍのオーダを有する。
【００６７】
他の実施の形態において、慣性航法システムとソナーの動作を同期するクロックを追加する代わりに、これらの二つの要素の一方のクロックがこれらの二つの要素の他方にクロックの時間信号を供給するために使用されてもよい。
【００６８】
本発明は特定の実施の形態を参照して上に述べられたが、本発明はこの実施の形態に限定されず、述べられた手段と均等な全ての技術やそれらの組合せを含み、これらは本発明の範囲内にある。
【００６９】
従って、簡略化された実施の形態において、システムはそのドリフトを補正するように慣性航法システムを扶助する速度センサ１７０（図３の破線）を備える。そのようなセンサはドップラーセンサでも、電磁センサ等でもよい。
【００７０】
そのようなセンサは場合によっては、搬送体速度についての冗長情報を得るために上に述べられた好ましい実施の形態によるソナーシステムに取り付けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】左に複合物理アンテナを、右に物理アンテナの変位により達成される合成アンテナの一般原理を模式的に示す。
【図２】発明によるソナーシステムの物理的構成を示す。
【図３】二つの引き続く回帰ｋ及びｋ＋１における複合物理アンテナの位置を模式的に示す。
【図４】図２のソナーシステムの動作を図解するブロック図である。
【図５】本発明による時間によるＩＮＳドリフトの補正を示すグラフである。
【図６】発明によるソナーシステムにより得られた画像である。
【符号の説明】
【００７２】
１００  ソナーシステム
１００ａ  水中に沈められるソナーシステムの部分
１００ｂ  水上船の舷側に付けられるソナーシステムの部分
１１０  ソナー
１１５  電子装置
１２０  物理アンテナ
１５０  クロック
１６０  慣性航法システム
１７０  速度センサ
２１０  コンピュータ
２１５  処理装置
２１６  記憶手段
２２０  モニタ
３１０  第１のマイクロ航法手段
３２０  第２のマイクロ航法手段
３３０  陰影・エコー画像
３４０  水深測量画像
３５０  ドップラー測程器
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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