(57)【要約】【課題】  海洋、海底観測装置の回収効率・回収率を向上させることができる海底観測装置を提供する。【解決手段】  上記課題を解決するための海底観測装置は、海底観測機器２４を搭載した浮遊体１２と、前記浮遊体１２を海底７０へ接地させるための錘１４と、前記錘１４と前記浮遊体１２とを切り離す切り離し手段２８とを有する海底観測装置１０であって、前記浮遊体１２には、前記錘１４から切り離されて海面８０に浮上した後に人工衛星６０からの電波を受信して自己の位置情報を割り出すＧＰＳの受信器１６と、前記受信器１６によって割り出された位置情報を発信する発信器（受・発信器）２０と、前記受信器１６と前記発信器２０と前記切り離し手段２８及び前記海底観測機器２４とに電力を供給する電源部２６とを備えることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底観測機器を搭載した浮遊体と、前記浮遊体を海底へ接地させるための錘と、前記錘と前記浮遊体との切り離し手段とを有する海底観測装置であって、
前記錘から切り離されて海面を浮遊する前記浮遊体には、海面に浮上した後に人工衛星からの電波を受信して自己の位置情報を割り出す全地球測位システムの受信器と、前記受信器によって割り出された位置情報を発信する発信器と、前記受信器と前記発信器と前記切り離し手段及び前記海底観測機器とに電力を供給する電源部とを備えることを特徴とする海底観測装置。
【請求項２】
前記浮遊体には、海面で光を発する発光手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の海底観測装置。
【請求項３】
人工衛星からの電波を受信して自己の位置情報を割り出す全地球測位システムの受信器と、前記受信器によって割り出された位置情報を発信する発信器と、前記受信器と発信器とに電力を供給する電源部とを備えることを特徴とする漂流ブイ。
【請求項４】
前記受信器によって割り出された位置情報を記録するメモリを備えることを特徴とする請求項３に記載の漂流ブイ。
【請求項５】
海面に浮遊する浮遊体を回収する方法であって、
前記浮遊体は海面にて人工衛星から電波を受信して自己の位置情報を割り出して発信し、
前記浮遊体が発信した位置情報を受信し、前記位置情報を基に浮遊体が浮遊する座標位置へ移動し、前記浮遊体を回収することを特徴とすることを特徴とする浮遊体の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海洋及び海底観測用の装置に係り、特に使用後に回収が行われる海底観測装置や漂流ブイ、及びそれらの浮遊体を回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
海洋・海底観測に使用される装置は、使用後に回収されて内部に蓄積したデータが読み出されることで、その目的が達成される。例えば海底観測装置は、海底観測終了後には、浮遊体として海面を浮遊し、内部に備えられた発信器から電波を発する。前記浮遊体の回収者は、この電波を受けて浮遊体の浮遊している方向を割り出し、船舶等によって発信源（浮遊体）に近づく。そして、この電波の受信と方向の割り出し、移動を繰り返すことにより浮遊体の浮遊範囲を限定し、目視で視認して回収を行う。
【０００３】
しかし、上記のような回収作業は経験と勘が重要であり、作業経験が浅い場合には極めて回収効率が悪く、回収率も低い。また、電波の発信方向を頼りにして浮遊体の浮遊範囲を限定したとしても、波やうねりがある海面において数十センチ程度の浮遊体を発見することは極めて困難である。
【０００４】
このような実状を踏まえ、海洋・海底観測装置として特許文献１のようなものが発明されている。特許文献１に開示されている装置は、海底観測装置である。特許文献１に開示されている海底観測装置は、海底観測機器を搭載した浮遊体と、その浮遊体を海底へ接地させておくための錘とを基本構成としている。このような構成の海底観測装置は、海底観測が終了すると、前記浮遊体が前記錘から切り離され、海面を浮遊し、これを回収するようになっている。特許文献１に記載の海底観測装置における浮遊体には、海面へ浮上した後に電波を発信する発信器と、光を発する発光手段と、煙（狼煙）を発する発煙手段とが取り付けられている。このような構造の浮遊体では、発煙手段による狼煙は、昼間であれば１０ｋｍ程度離れた位置からでも確認できるという。また、夜間であれば発光手段によって視認性が高められる。このため、特許文献１に開示されている海底観測装置によれば、浮遊体の回収効率、回収率共に向上することが考えられる。
【特許文献１】特開２０００−２９２５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているような海底観測装置であれば、浮遊体の回収効率、回収率は確かに向上すると考えられる。しかし、特許文献１の海底観測装置では、浮遊体にある程度近づいてからの視認性を向上させることにより回収効率、回収率を向上させている。すなわち、浮遊体の浮遊範囲を限定するためには、浮遊体が発する電波の方向や強さ等から手探り状態で範囲を絞っていく必要があり、依然として回収者の勘や経験を頼りにしているところがある。
【０００６】
本発明では、上記課題を解決し、浮遊体の浮遊範囲を即座に限定し、浮遊体の回収効率、回収率の根本的向上を可能とした海底観測装置、漂流ブイ、および浮遊体の回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る海底観測装置は、海底観測機器を搭載した浮遊体と、前記浮遊体を海底へ接地させるための錘と、前記錘と前記浮遊体との切り離し手段とを有する海底観測装置であって、前記錘から切り離されて海面を浮遊する前記浮遊体には、海面に浮上した後に人工衛星からの電波を受信して自己の位置情報を割り出す全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＰＳ）の受信器と、前記受信器によって割り出された位置情報を発信する発信器と、前記受信器と前記発信器と前記切り離し手段及び前記海底観測機器とに電力を供給する電源部とを備えることを特徴とする。
また、上記構成の浮遊体には、海面で光を発する発光手段を備えるようにすると良い。
【０００８】
また、上記目的を達成するための本発明に係る漂流ブイは、人工衛星からの電波を受信して自己の位置情報を割り出すＧＰＳの受信器と、前記受信器によって割り出された位置情報を発信する発信器と、前記受信器と発信器とに電力を供給する電源部とを備えることを特徴とする。
また、前記漂流ブイは前記受信器によって割り出された位置情報を記録するメモリを備える構成とすると良い。
【０００９】
さらに、上記目的を達成するための本発明に係る浮遊体の回収方法は、海面に浮遊する浮遊体を回収する方法であって、前記浮遊体は海面にて人工衛星から電波を受信して自己の位置情報を割り出して発信し、前記浮遊体が発信した位置情報を受信し、前記位置情報を基に浮遊体が浮遊する座標位置へ移動し、前記浮遊体を回収することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記のような構成の海底観測装置によれば、浮遊体には人工衛星からの電波を受信して自己の位置情報を割り出すＧＰＳの受信器と、前記受信器によって割り出された位置情報を発信する発信器とが備えられているため、海面浮上後には自己の位置情報を回収者側へ発信することができる。このため、回収者は回収目的とする浮遊体の位置情報（座標位置）を知ることができる。よって、浮遊体の浮遊範囲をただちに限定することができる。したがって、浮遊体の回収効率、回収率を向上させることができる。
【００１１】
また、上記構成の漂流ブイにも、人工衛星からの電波を受信して自己の位置情報を割り出すＧＰＳの受信器と、前記受信器によって割り出された位置情報を発信する発信器とが備えられているため、回収には、上記海底観測装置の浮遊体と同様の効果を得ることができる。
【００１２】
さらに上記浮遊体の回収方法は、上述海底観測装置（浮遊体）や、漂流ブイによって実現することができ、上述したような効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の海底観測装置、並びに漂流ブイ、及びそれらの浮遊体の回収方法について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明に係る一部の実施形態であって、本発明はその主要部を変えない限度において様々な形態を含むものとする。
【００１４】
まず、図１を参照して本発明の海底観測装置の実施形態について説明する。本実施形態に係る海底観測装置１０は、地震計等の海底観測機器２４を搭載した浮遊体１２と、前記浮遊体１２を海底７０へ接地させるための錘（重錘）１４とを基本的な構成としている。
【００１５】
前記浮遊体１２は耐圧容器で構成されており、内部には海底観測機器２４の他に、少なくとも次に挙げるものが備えられ、かつ海面を浮遊可能に構成されている。まず、人工衛星６０からの電波（Ｓｕｐｅｒ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＳＨＦ：センチメートル波）を受けて自己の位置情報を割り出すための全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＰＳ）の受信器（ＳＨＦ受信器）１６である。ＳＨＦ受信器１６によって受信した位置情報はコード化して、Ｍｉｄｄｌｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＭＦ：中波）やＬｏｗ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＬＦ：長波）の標準波に重畳させて発信する。このため、前記ＳＨＦ受信器１６の後段には、前記位置情報をコード化するためのコード化回路１８が備えられている。
【００１６】
前記コード化回路１８は、コード化した位置情報を重畳させた電波（ＭＦ）を発信したり、搭載機器の制御指令等を重畳させたＭＦを受信したりする受・発信器（ＭＦ受・発信器）２０に接続されている。
【００１７】
前記コード化回路１８、及び前記ＭＦ受・発信器２０は、それぞれの動作を制御するための回路である制御部２２に接続されている。さらに、前記制御部２２は上述したＳＨＦ受信器１６、コード化回路１８、及びＭＦ受・発信器２０に電力を供給するための電源部２６に接続されている。なお、電源部２６は、一般的なバッテリ（蓄電池）を基本とするが、太陽電池のように、発電機能を有する物であっても良い。
【００１８】
このような構成から成る海底観測装置１０の浮遊体１２は、少なくとも２つ種類の電波を使用することとなる。すなわち、人工衛星６０から位置情報を受信する電波（Ｓｕｐｅｒ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＳＨＦ）と、前記位置情報を発信する電波（Ｍｉｄｄｌｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＭＦ）である。ここで、ＳＨＦでは、指向性が高く、ノイズが入りにくく、多くの情報を伝達することができる。また、ＭＦやＬＦでは、ノイズの影響は受けやすいが、電波を遠くまで飛ばすことができ、消費電力を抑えることができる。
【００１９】
前記浮遊体１２の外部には、前記錘１４と当該浮遊体１２とを切り離すための切り離し手段２８と、前記ＭＦ受・発信器２０に接続されたアンテナ３２と、光を発して浮遊体１２の視認性を高めるための発光手段３０とが備えられている。
【００２０】
前記切り離し手段２８とは、前記浮遊体１２と前記錘１４とを接続するものであり、前記浮遊体１２の回収者から錘１４を切り離す旨の信号（例えば音波によるもの）を受けることによって起動し、前記錘１４を切り離す。前記錘１４の切り離しとしては、接続部２９を電気的に焼き切ったり、機械的に接続を解除したりするものがある。例えば本実施形態では、接続部２９をワイヤとし、切り離し手段２８は前記ワイヤに過電流を流すことによって、前記錘１４と前記浮遊体１２を切り離すこととする。
また、前記発光手段３０は、光を発する発光体を備えており、望ましくは光を断続的に（点滅させるように）発する構成とすると良い。
【００２１】
前述した耐圧容器は浮力体であり、前記錘１４から切り離された浮遊体１２は海面８０へと浮上して浮遊することとなる。ここで、浮遊体１２には図示しない圧力スイッチ等の起動手段が備えられており、海面８０へ浮上したことを感知し、上記浮遊体１２に備えられた機器を起動させる。
【００２２】
ところで、前記海底観測装置１０の浮遊体１２は、回収されることによりその目的を達成することができる。そして、前記浮遊体１２の回収は通常、船舶（回収船）４０で行われる。よって、前記回収船４０には、浮遊体１２を回収するために次のような設備が備えられている。
【００２３】
まず、前記浮遊体１２が発信した位置情報を重畳させた電波（ＭＦ）を受けるため、又は前記浮遊体１２や周辺の船舶等に対して電波（ＭＦ）を送るための受・発信器（ＭＦ受・発信器）５０と、前記ＭＦ受・発信器５０に接続されたアンテナ５２である。前記ＭＦ受・発信器５０には、前記コード化回路１８によってコード化された位置情報を元に戻すデコード化回路４２が接続されている。また、前記ＭＦ受・発信器５０と前記デコード化回路４２とにはそれらを制御するための制御部４４が接続されている。さらに、前記制御部４４には、前記デコード回路４２によって読み出された浮遊体１２の位置情報を人の知覚によって認識することができるように表示する表示手段４８が接続されている。なお、前記制御部４４には上述した機器に電力を供給するための電源部４６が接続されている。また、図示しないが、前記切り離し手段２８を起動させるための音波を受送信する音波受送信手段も備えられている。
【００２４】
上記のような構成の海底観測装置１０は、以下のようにして回収される。
錘１４に接続された状態で海底７０に沈められている浮遊体１２は、海底７０にて地震観測等を行った後、回収船４０から送信される、錘１４を切り離す旨の信号を受信して切り離し手段２８を作動させる。
【００２５】
切り離し手段２８によって錘１４と切り離された浮遊体１２は、浮力によって海面８０へと浮上する。海面８０へ浮上した浮遊体１２では、ＳＨＦ受信器１６や、ＭＦ受・発信器２０、及び発光手段３０が起動する。
【００２６】
上記のようにして搭載機器が作動した浮遊体１２は、人工衛星６０からの電波を前記ＳＨＦ受信器１６で受信し、自己の位置情報（位置座標と時間等）を割り出し、その情報をコード化する。コード化された位置情報は、ＭＦ（ＭＦ波）の標準波に重畳されて、前記ＭＦ受・発信器２０を介してアンテナ３２から発信される。
【００２７】
浮遊体１２から発信された電波（ＭＦ）はＭＦ受・発信器５０を搭載した回収船４０によって受信される。浮遊体１２からの電波（ＭＦ）を受信した回収船４０は、デコード回路４２によって標準波に重畳されたコード化された位置情報を元に戻す。元に戻された位置情報は、制御部４４を介して表示手段４８に人の知覚によって認識できるように表示される。
【００２８】
浮遊体１２の回収者は、前記表示手段４８に表示された位置情報の座標位置に回収船４０を移動させる。一般に使用されるＧＰＳの位置情報では、誤差数十メートルの範囲で目的物の位置を知ることができるため、浮遊体１２の座標位置を得た回収船４０は、効率良く浮遊体１２の浮遊位置付近まで近づくことができる。
【００２９】
そして、前記浮遊体１２には断続的に光を発する発光手段が備えられているため、浮遊体１２を視認することが容易となる。このように、本実施形態に係る海底観測装置１０では、浮遊体１２の浮遊場所を即座に検出することができると共に、浮遊体１２の周辺では、発光手段３０によって視認性が高められるため、浮遊体１２の回収効率・回収率が向上する。
【００３０】
上記のような海底観測装置１０において、ＭＦ受・発信部２０は、回収船４０からの信号（音波）を受信するまでは、受信回路のみをＯＮの状態としておくことが望ましい。これにより、海底待機時における消費電力を抑えることができる。
【００３１】
次に、図２を参照して本発明の漂流ブイに係る実施の形態について説明する。本実施形態で説明する漂流ブイ１００は、海流・潮流の調査等を行うために好適なものとして説明する。
本実施形態に係る漂流ブイ（浮遊体）１００は、人工衛星６０からの電波（ＳＨＦ）を受信して自己の位置情報を割り出すＧＰＳの受信器（ＳＨＦ受信器）１０２と、前記ＳＨＦ受信器１０２によって割り出した自己の位置情報を、電波（ＭＦ）に重畳させて発信するＭＦ受・発信器１０８と、それらを制御する制御部１１０、および前記ＳＨＦ受信器１０２によって得られた位置情報を定期的（例えば数秒から数時間毎）に記録しておくためのメモリ１１２とを基本構成とする。
【００３２】
本実施形態の浮遊体（漂流ブイ）１００に備えられているＳＨＦ受信器１０２、ＭＦ受・発信器１０８、及び制御部１１０は、上述した海底観測装置１０の浮遊体１２に備えられたものと機能を同一とする。従って、前記ＳＨＦ受信器１０２には位置情報をコード化するためのコード化回路１０４が接続され、ＭＦ受・発信器１０８にはアンテナ１１６が備えられ、前記制御部１１０には電源部１１４が接続されている。
【００３３】
また、このような構成の漂流ブイ１００では、浮力体を備えた密閉容器内に上述した機器や回路を組み込み、海面８０を浮遊することを可能としている。
上記構成の漂流ブイ１００も、海底観測装置１０の浮遊体１２と同様、回収船４０によって回収される。回収船４０に搭載される設備の構成については、上述した海底観測装置１０の回収船４０と同様である。
【００３４】
以下、本実施形態の漂流ブイ１００の投入から回収までを説明する。
まず、漂流ブイ１００を海洋へ投入する。なお、投入する漂流ブイは、一度に複数投入することが望ましい。
海洋へ投入された漂流ブイ１００は、海面８０へ浮上し浮遊する。なお、海面８０を浮遊する漂流ブイ１００は、海流や潮流に乗って流されていく。海面８０を浮遊する漂流ブイ１００は、人工衛星６０からの電波（ＳＨＦ）をＳＨＦ受信器１０２によって受け、自己の位置情報を割り出す。また、前記漂流ブイ１００は、割り出された位置情報を、コード化し、ＭＦ（ＭＦ波）の標準波に重畳させてＭＦ受・発信器１０８を介してアンテナ１１６より発信する。
【００３５】
また、上記漂流ブイ１００は、例えば毎秒ごとに自己の位置情報を、内蔵したメモリ１１２へ書込む。このメモリ１１２に書込まれたデータを読み込むことにより、漂流ブイ１００がどのような経路で移動しているかを知ることができる。よって、漂流ブイ１００がどのような海流、潮流によって流されたかということも知ることができる。
【００３６】
また、前記漂流ブイ１００を回収する回収船４０は、前記ＭＦ受・発信器１０８を介して発信された電波を受信し、当該電波に重畳された位置情報のコードをデコード化して、漂流ブイ１００が漂流する位置情報を得る。漂流ブイ１００の位置情報を得た回収者は、回収船４０を漂流ブイ１００が漂流する座標位置まで回収船を移動させて漂流ブイ１００を回収する。
【００３７】
このように、漂流ブイ１００から発信される電波（ＭＦ）に漂流ブイの位置情報を重畳させて発信することができるため、電波を受信した回収船４０は漂流ブイ１００の位置情報を即座に知ることができる。このため、漂流ブイ１００の漂流（浮遊）領域を限定することが極めて容易になり、漂流ブイ１００の回収効率・回収率が向上する。
【００３８】
上述した本発明に係る海底観測装置、及び漂流ブイでは、浮遊体（漂流ブイ）にＳＨＦ受信器と、ＭＦ発信器とを備えることで、自己の位置情報の割り出しを行い、それを発信するようにした。そして、回収者（回収船）が、発信された電波（ＭＦ）の受信器を備えて前記電波を受信して浮遊体の位置情報を得るようにした。このような構成、方法によって浮遊体（漂流ブイ）の回収を行うようにしているため、陸上からの電波が届き難い外洋であっても、浮遊体（漂流ブイ）の位置確認、回収を効率良く行うことができる。
【００３９】
上記実施形態の漂流ブイ（浮遊体）では、メモリを搭載し、逐次位置情報を書き込み、漂流ブイを回収してメモリ内のデータを読み出す旨記載した。しかし、回収者側が漂流ブイの位置情報を逐次記録できるようにしておけば、前記漂流ブイにメモリを搭載する必要は無い。
【００４０】
このようなシステムとした場合、漂流ブイを自然環境に回帰できる材質で構成することが可能であれば、漂流ブイ自体を回収しなくとも良いこととなる。
また、実施形態では、受・発信器から発信する電波は、直接回収船にて受信される旨記載したが、間接的に受信されるようにしても良い。例えば、海上に中継基地を置いたり、航空機等を介して受信したりする場合をいう。
【００４１】
なお、実施形態では、電波についてＳＨＦや、ＭＦを例に挙げて説明しているが、通信が可能であれば、実質的に電波の種類は問わない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
実施形態における漂流ブイは、海流や潮流の調査用として記載した。しかしながら、上記漂流ブイは、例えば船舶の輸送する重油が漏れ出した時の、重油の拡散具合を調査する場合にも利用することができる。このように漂流ブイを利用した場合、重油の拡散状況をリアルタイムで知ることができるため、重油の拡散が予想される箇所には事前対策を施すことも可能となる。
上述した漂流ブイは、海水侵入を検知して電波の受信、発信を行うように設定することにより、船舶の遭難信号とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の海底観測装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の浮遊体（漂流ブイ）を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０………海底観測装置、１２………浮遊体、１４………錘、１６………受信器（ＳＨＦ受信器）、１８………コード化回路、２０………受・発信器（ＭＦ受・発信器）、２２………制御部、２４………海底観測機器、２６………電源部、２８………切り離し手段、２９………接続部、３０………発光手段、３２………アンテナ、４０………回収船（船舶）、４２………デコード化回路、４４………制御部、４６………電源部、４８………表示手段、５０………受・発信器（ＭＦ受・発信器）、５２………アンテナ。
【図１】
2006117062.tif 000003
【図２】
2006117062.tif 000004