(57)【要約】【課題】潜水船の現在の位置を補正して更新する処理（位置更新処理）を行うときに、潜水船の冗長な航走を低減する。【解決手段】潜水船１０は、海中の予め定められた位置に設けられたトランスポンダに向かって海中を航走する。慣性航法装置１１は、潜水船１０の過去の位置と速度とに基づいて潜水船１０の現在の位置６を推測する。位置計測装置１２は、位置更新処理を行うために、潜水船１０がトランスポンダから第１探索距離だけ離れている第１地点でトランスポンダの探索動作を行う。本発明では、このトランスポンダの探索動作により、潜水船１０の冗長な航走を低減することができる。位置計測装置１２は、トランスポンダの探索動作を行った結果、トランスポンダの潜水船１０の進行方向に対する方位と潜水船１０からトランスポンダまでの距離とを計測し、方位と距離とに基づいて潜水船１０の現在の位置６を補正する。このため、慣性航法装置１１は、潜水船１０の現在の位置６を正確に更新することができる。【選択図】　図２
2004138589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海中の予め定められた位置に設けられたトランスポンダに向かって前記海中を航走する潜水船に搭載される位置更新装置であって、
前記潜水船の過去の位置と速度とに基づいて前記潜水船の現在の位置を推測する慣性航法装置と、
前記潜水船が前記トランスポンダから探索距離だけ離れている地点で前記トランスポンダの探索動作を行い、前記トランスポンダの前記潜水船の進行方向に対する方位と前記潜水船から前記トランスポンダまでの距離とを計測し、前記方位と前記距離とに基づいて前記潜水船の前記現在の位置を補正する位置計測装置とを具備する
位置更新装置。
【請求項２】
海中の予め定められた位置に設けられたトランスポンダに向かって前記海中を航走する潜水船に搭載される慣性航法装置と位置計測装置とを用いる位置更新方法において、
前記慣性航法装置が前記潜水船の過去の位置と速度とに基づいて前記潜水船の現在の位置を推測するステップと、
前記位置計測装置が、前記潜水船が前記トランスポンダから第１探索距離だけ離れている第１地点で前記トランスポンダの探索動作を行い、前記トランスポンダの前記潜水船の進行方向に対する方位を計測するステップと、
前記位置計測装置が、前記潜水船から前記トランスポンダまでの距離を計測し、前記方位と前記距離とに基づいて前記潜水船の前記現在の位置を補正するステップとを具備する
位置更新方法。
【請求項３】
請求項２に記載の位置更新方法において、
前記第１探索距離は、予め定められた距離であり、
前記方位を計測するステップは、
前記第１地点で前記位置計測装置を旋回させて、前記位置計測装置が前記方位を計測するステップと、
前記位置計測装置が前記方位に前記潜水船の航路を修正するステップと、
前記位置計測装置が前記方位を計測できないときに、前記潜水船が前記トランスポンダから予め定められた第２探索距離だけ離れている第２地点で前記位置計測装置を旋回させて、前記位置計測装置が前記方位を計測するステップとを含み、
前記第２探索距離は、前記第１探索距離よりも短い
位置更新方法。
【請求項４】
請求項２に記載の位置更新方法において、
前記第１探索距離は、予め定められた距離であり、
前記方位を計測するステップは、
前記位置計測装置が、前記第１地点で前記トランスポンダと通信可能であるか否かを調べるステップと、
前記トランスポンダと通信可能であるときに、前記位置計測装置を旋回させて、前記位置計測装置が前記方位を計測するステップと、
前記位置計測装置が前記方位に前記潜水船の航路を修正するステップと、
前記トランスポンダと通信不可能であるときに、前記潜水船が前記トランスポンダから予め定められた第２探索距離だけ離れている第２地点で、前記位置計測装置が前記トランスポンダと通信可能であるか否かを調べるステップとを含み、
前記第２探索距離は、前記第１探索距離よりも短い
位置更新方法。
【請求項５】
請求項２に記載の位置更新方法において、
前記方位を計測するステップは、
前記位置計測装置が前記トランスポンダに第１音波を送信するステップと、前記トランスポンダは前記第１音波に応答したときに第２音波を出力し、
前記位置計測装置が前記第２音波を受信したとき、前記第２音波を受信した地点で前記位置計測装置を旋回させて、前記位置計測装置が前記方位を計測するステップと、前記第２音波を受信した地点は、前記潜水船が前記トランスポンダから前記第１探索距離だけ離れている前記第１地点であり、
前記位置計測装置が前記方位に前記潜水船の航路を修正するステップと、
前記位置計測装置が前記第２音波を受信できないときに、前記潜水船が前記トランスポンダから第２探索距離だけ離れている第２地点で、前記位置計測装置が前記トランスポンダに前記第１音波を送信するステップとを含み、
前記第２探索距離は、前記第１探索距離よりも短い
位置更新方法。
【請求項６】
請求項２に記載の位置更新方法において、
前記方位を計測するステップは、
前記位置計測装置が前記トランスポンダに第１音波を送信するステップと、前記トランスポンダは前記第１音波に応答したときに第２音波を出力し、
前記位置計測装置が前記第２音波を受信したとき、前記第２音波を受信した地点で前記位置計測装置を旋回させないで、前記位置計測装置が前記トランスポンダと複数回通信して前記方位を計測するステップと、前記第２音波を受信した地点は、前記潜水船が前記トランスポンダから前記第１探索距離だけ離れている前記第１地点であり、
前記位置計測装置が前記方位に前記潜水船の航路を修正するステップと、
前記位置計測装置が前記第２音波を受信できないときに、前記潜水船が前記トランスポンダから第２探索距離だけ離れている第２地点で、前記位置計測装置が前記トランスポンダに前記第１音波を送信するステップとを含み、
前記第２探索距離は、前記第１探索距離よりも短い
位置更新方法。
【請求項７】
請求項３〜５のいずれか一項に記載の位置更新方法において、
前記位置計測装置を旋回させる角度は、３６０度である
位置更新方法。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか一項に記載の位置更新方法において、
前記方位を計測するステップは、
前記位置計測装置が前記トランスポンダと通信して前記方位をｎ回（ｎは１以上の正数）計測して方位データ｛Ｙ（ｊ）｜Ｙ（ｊ）＝Ｙ（１）、Ｙ（２）、…、Ｙ（ｎ）｝を生成するステップと、
下記式：
【数１】
2004138589.tif 000007
により、前記位置計測装置が平均方位Ｙａを算出するステップと、
前記位置計測装置が、前記方位データ｛Ｙ（ｊ）｝のうち、前記平均方位Ｙａに対して規定方位以上の方位データが存在するか否かを判定するステップと、
前記規定方位以上の方位データが存在するとき、前記位置計測装置が、前記方位データ｛Ｙ（ｊ）｝のうちの前記規定方位以上の方位データを除いた方位データを前記方位データ｛Ｙ（ｊ）｝として前記平均方位Ｙａを算出するステップを実行するステップとを含み、
前記航路を修正するステップは、
前記判定するステップで前記規定方位以上の方位データが存在しないとき、前記位置計測装置が前記平均方位Ｙａに前記潜水船の航路を修正するステップを含む
位置更新方法。
【請求項９】
請求項３〜８のいずれか一項に記載の位置更新方法において、
前記方位と前記距離とに基づいて前記現在の位置を補正するステップは、
前記位置計測装置が、前記トランスポンダと通信して前記潜水船から前記トランスポンダまでの距離をＮ回（Ｎは１以上の正数）計測し、前記距離に基づいて、前記航路が修正された前記潜水船の位置としてＮ個の測位結果を生成するステップと、
前記位置計測装置が、前記Ｎ個の測位結果に基づいて、前記慣性航法装置により推測された前記現在の位置を補正するステップとを含む
位置更新方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の位置更新方法において、
前記測位結果を生成するステップは、
前記位置計測装置が、前記慣性航法装置により推測された前記現在の位置を算出結果｛ＩＮＳ（ｉ）｜ＩＮＳ（ｉ）＝ＩＮＳ（１）、ＩＮＳ（２）、…、ＩＮＳ（Ｎ）｝として前記慣性航法装置から収集するステップと、
前記位置計測装置が前記トランスポンダと通信して前記潜水船の位置をＮ回（Ｎは１以上の正数）計測して測位結果｛Ｓｎｄ（ｉ）｜Ｓｎｄ（ｉ）＝Ｓｎｄ（１）、Ｓｎｄ（２）、…、Ｓｎｄ（Ｎ）｝を生成するステップとを含み、
前記補正するステップは、
下記式：
Ｐｏｓ（ｉ）＝Ｓｎｄ（ｉ）＋｛ＩＮＳ（Ｎ）−ＩＮＳ（ｉ）｝
により、前記位置計測装置が修正位置｛Ｐｏｓ（ｉ）｜Ｐｏｓ（ｉ）＝Ｐｏｓ（１）、Ｐｏｓ（２）、…、Ｐｏｓ（Ｎ）｝を算出するステップと、
下記式：
【数２】
2004138589.tif 000008
により、前記位置計測装置が推定位置Ａを算出するステップと、
前記位置計測装置が、前記推定位置Ａに基づいて、前記算出結果｛ＩＮＳ（ｉ）｝のうちの算出結果｛ＩＮＳ（Ｎ）｝を前記現在の位置として補正するステップとを含む
位置更新方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の位置更新方法において、
前記算出結果｛ＩＮＳ（Ｎ）｝を前記現在の位置として補正するステップは、
下記式：
Ｂ（ｉ）＝Ａ−｛Ｐｏｓ（ｉ）｝
により、前記位置計測装置が誤差｛Ｂ（ｉ）｝を算出するステップと、
前記位置計測装置が、前記誤差｛Ｂ（ｉ）｝のうち、前記推定位置Ａから離れた第１設定距離内に存在する誤差が規定の個数以上あるか否かを調べるステップと、
前記第１設定距離内に存在する誤差が規定の個数以上あるとき、前記存在する誤差を選択するステップと、
前記位置計測装置が、前記修正位置｛Ｐｏｓ（ｉ）｝のうち、前記選択された誤差に対応する修正位置を選択するステップと、
前記位置計測装置が、前記選択された修正位置の全てを加算し、前記加算された修正位置に前記選択された修正位置の個数で除算した補正位置Ｃを算出するステップと、
前記位置計測装置が、前記現在の位置として、前記算出結果｛ＩＮＳ（Ｎ）｝を前記補正位置Ｃに補正するステップとを含む
位置更新方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の位置更新方法において、
前記規定の個数はＭ（Ｍは、１〜Ｎのうちの１つの正数）で表される
位置更新方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の位置更新方法において、
前記誤差を選択するステップは、
前記第１設定距離内に存在する誤差が規定の個数以上ないとき、前記位置計測装置が、前記測位結果｛Ｓｎｄ（ｉ）｝を、下記式：
Ｓｎｄ（ｉ）＝Ｓｎｄ（ｉ＋１）
とし、前記算出結果｛ＩＮＳ（ｉ）｝を、下記式：
ＩＮＳ（ｉ）＝ＩＮＳ（ｉ＋１）
として、前記修正位置｛Ｐｏｓ（ｉ）｝を算出するステップを再度実行するステップを含む
位置更新方法。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれか一項に記載の位置更新方法において、
前記位置計測装置が、前記補正された現在の位置から前記トランスポンダまでの補正距離を算出するステップと、
前記トランスポンダから離れた第２設定距離より前記補正距離が長いとき、前記位置計測装置が、前記測位結果を生成するステップを再度実行するステップを更に具備する
位置更新方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の位置更新方法において、
前記測位結果を生成するステップを再度実行するステップは、
前記第２設定距離より前記補正距離が長いとき、前記位置計測装置が、前記第１設定距離から、前記第１設定距離より短い第３設定距離を引いた距離を前記第１設定距離とするステップを含む
位置更新方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の位置更新方法において、
前記測位結果を生成するステップを再度実行するステップは、
前記第１設定距離が前記第３設定距離より短いとき、前記位置計測装置が前記第１設定距離を前記第３設定距離とするステップを含む
位置更新方法。
【請求項１７】
請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の位置更新方法において、
前記位置計測装置が、前記トランスポンダから、前記潜水船が次に向かう他のトランスポンダまでのトランスポンダ間距離を算出するステップと、前記他のトランスポンダは、前記トランスポンダが設けられた位置とは異なる前記海中の予め定められた位置に設けられ、
前記位置計測装置が、前記トランスポンダ間距離に基づいて、前記第２設定距離を可変するステップを更に具備する
位置更新方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の位置更新方法において、
前記第２設定距離を可変するステップは、
前記トランスポンダ間距離が基準より長いとき、前記位置計測装置が、前記第２設定距離から、前記第２設定距離より短い第４設定距離を引いた距離を前記第２設定距離とするステップを含む
位置更新方法。
【請求項１９】
請求項１７又は１８に記載の位置更新方法において、
前記第２設定距離を可変するステップは、
前記トランスポンダ間距離が基準より短いとき、前記位置計測装置が、前記第２設定距離に、前記第２設定距離より短い第４設定距離を足した距離を前記第２設定距離とするステップを含む
位置更新方法。
【請求項２０】
請求項９〜１９のいずれか一項に記載の位置更新方法において、
前記測位結果を生成するステップは、
前記位置計測装置が前記トランスポンダに発信音波を送信するステップと、前記トランスポンダは前記発信音波に応答して応答音波を出力し、
前記位置計測装置が、前記発信音波と前記応答音波とに基づいて、前記潜水船の位置を計測するステップとを含み、
前記発信音波と前記応答音波とは重ならない
位置更新方法。
【請求項２１】
請求項２〜２０のいずれか一項に記載の位置更新方法を前記位置計測装置に実行させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海中の予め定められた位置に設けられたトランスポンダに向かって海中を航走する潜水船の位置を更新する位置更新装置、及び、位置更新方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海中を航走する潜水船の現在の位置を推測する従来の技術として特許文献１が開示されている。
【０００３】
潜水船には、潜水船の現在の位置を推測するＩＮＳ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ：慣性航法装置）が搭載されている。ＩＮＳには、ジャイロセンサが含まれ、ＩＮＳは、ジャイロセンサを用いて、潜水船が海中を航走するときの速度を測り、潜水船の過去の位置とその速度とに基づいて潜水船の現在の位置を算出して算出結果を生成する。この算出結果には、算出誤差が含まれる。この算出誤差は、潜水船が長距離を航走するに従って大きくなる。
【０００４】
潜水船は、音波の伝播を利用する。潜水船は、海中（海底）の予め定められた位置に設けられた１台または複数台のトランスポンダ（音響灯台）と通信を音波によって１回行う。潜水船は、トランスポンダとの通信によって、潜水船の位置を計測（測位）して測位結果を生成する。潜水船は、生成された測位結果によって算出誤差を含む算出結果を補正する。ＩＮＳは、補正された算出結果を潜水船の現在の位置として更新する。
【０００５】
しかしながら、潜水船は、現在の位置を補正して更新する処理（位置更新処理）を行う際、トランスポンダと通信するときに冗長な航走を行ってしまう。冗長な航走を行うため、潜水船の現在の位置を迅速に更新することができない。位置更新処理を行うときに、潜水船の冗長な航走を低減することが望まれる。潜水船の現在の位置を正確に更新することが望まれる。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６２−３０９７５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、潜水船の現在の位置を補正して更新する処理（位置更新処理）を行うときに、潜水船の冗長な航走を低減することができる位置更新装置、及び、位置更新方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、潜水船の現在の位置を正確に更新することができる位置更新装置、及び、位置更新方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明の位置更新装置は、海中の予め定められた位置に設けられたトランスポンダ（１）に向かって海中を航走する潜水船（１０）に搭載されるものである。本発明の位置更新装置は、慣性航法装置（１１）と、位置計測装置（１２）とを具備する。慣性航法装置（１１）は、潜水船（１０）の過去の位置と速度とに基づいて潜水船（１０）の現在の位置（６）を推測する。位置計測装置（１２）は、潜水船（１０）がトランスポンダ（１）から探索距離だけ離れている地点でトランスポンダ（１）の探索動作を行い、トランスポンダ（１）の潜水船（１０）の進行方向に対する方位と潜水船（１０）からトランスポンダ（１）までの距離とを計測し、方位と距離とに基づいて潜水船（１０）の現在の位置（６）を補正する。
慣性航法装置（１１）により推測された現在の位置（６）には誤差が含まれる。この誤差は、潜水船（１０）が長距離を航走するに従って大きくなる。位置計測装置（１２）は、潜水船（１０）の現在の位置（６）を補正して更新する処理（位置更新処理）を行うために、潜水船（１０）がトランスポンダ（１）から第１探索距離だけ離れている第１地点でトランスポンダ（１）の探索動作を行う。トランスポンダ（１）の探索動作としては、位置計測装置（１２）を旋回させること、位置計測装置（１２）を旋回させないでトランスポンダ（１）と複数回通信を行うことが例示される。本発明の位置更新装置では、このトランスポンダ（１）の探索動作により、潜水船（１０）の冗長な航走を低減することができる。位置計測装置（１２）は、トランスポンダ（１）の探索動作を行った結果、トランスポンダ（１）の潜水船（１０）の進行方向に対する方位を計測し、その方位に潜水船（１０）の航路を修正する。位置計測装置（１２）は、潜水船（１０）からトランスポンダ（１）までの距離を計測し、修正された航路と距離とに基づいて潜水船（１０）の現在の位置（６）を補正する。このため、慣性航法装置（１１）は、潜水船（１０）の現在の位置（６）を正確に更新することができる。
【００１０】
本発明の位置更新方法は、海中の予め定められた位置に設けられたトランスポンダ（１）に向かって海中を航走する潜水船（１０）に搭載される慣性航法装置（１１）と位置計測装置（１２）とを用いる。本発明の位置更新方法は、慣性航法装置（１１）が潜水船（１０）の過去の位置と速度とに基づいて潜水船（１０）の現在の位置（６）を推測するステップと、位置計測装置（１２）が、潜水船（１０）がトランスポンダ（１）から第１探索距離だけ離れている第１地点でトランスポンダ（１）の探索動作を行い、トランスポンダ（１）の潜水船（１０）の進行方向に対する方位を計測するステップ（Ｓ１００）と、位置計測装置（１２）が、潜水船（１０）からトランスポンダ（１）までの距離を計測し、方位と距離とに基づいて潜水船（１０）の現在の位置（６）を補正するステップ（Ｓ２００）とを具備する。
慣性航法装置（１１）により推測された現在の位置（６）には誤差が含まれる。この誤差は、潜水船（１０）が長距離を航走するに従って大きくなる。位置計測装置（１２）は、潜水船（１０）の現在の位置（６）を補正して更新する処理（位置更新処理）を行うために、潜水船（１０）がトランスポンダ（１）から第１探索距離だけ離れている第１地点でトランスポンダ（１）の探索動作を行う。トランスポンダ（１）の探索動作としては、位置計測装置（１２）を旋回させること、位置計測装置（１２）を旋回させないでトランスポンダ（１）と複数回通信を行うことが例示される。本発明の位置更新方法では、このトランスポンダ（１）の探索動作により、潜水船（１０）の冗長な航走を低減することができる。位置計測装置（１２）は、トランスポンダ（１）の探索動作を行った結果、トランスポンダ（１）の潜水船（１０）の進行方向に対する方位を計測し、その方位に潜水船（１０）の航路を修正する。位置計測装置（１２）は、潜水船（１０）からトランスポンダ（１）までの距離を計測し、修正された航路と距離とに基づいて潜水船（１０）の現在の位置（６）を補正する。このため、慣性航法装置（１１）は、潜水船（１０）の現在の位置（６）を正確に更新することができる。
【００１１】
本発明（第１実施形態）の位置更新方法において、第１探索距離は、予め定められた距離である。方位を計測するステップ（Ｓ１００：第１探索処理）は、第１地点で位置計測装置（１２）を旋回させて、位置計測装置（１２）が方位を計測するステップ（Ｓ５１−ＹＥＳ、Ｓ５２）と、位置計測装置（１２）が方位に潜水船（１０）の航路を修正するステップ（Ｓ５６）と、位置計測装置（１２）が方位を計測できないときに（Ｓ５１−ＮＯ）、潜水船（１０）がトランスポンダ（１）から予め定められた第２探索距離だけ離れている第２地点で位置計測装置（１２）を旋回させて、位置計測装置（１２）が方位を計測するステップ（Ｓ５７、Ｓ５１）とを含む。第２探索距離は、第１探索距離よりも短い。
このように、方位を計測するステップ（Ｓ１００：第１探索処理）では、予め定められた地点で位置計測装置（１２）を旋回させて、位置計測装置（１２）が方位を計測する。これにより、潜水船（１０）の冗長な航走を低減することができ、位置計測装置（１２）が潜水船（１０）の航路を修正することができる。潜水船（１０）の冗長な航走を低減することができるため、位置計測装置（１２）は、迅速に位置更新処理｛方位と距離とに基づいて潜水船（１０）の現在の位置（６）を補正するステップ（Ｓ２００）｝を行うことができる。
【００１２】
本発明（第２実施形態）の位置更新方法において、第１探索距離は、予め定められた距離である。方位を計測するステップ（Ｓ１００：第２探索処理）は、位置計測装置（１２）が、第１地点でトランスポンダ（１）と通信可能であるか否かを調べるステップ（Ｓ６０）と、トランスポンダ（１）と通信可能であるときに（Ｓ６０−ＹＥＳ）、位置計測装置（１２）を旋回させて、位置計測装置（１２）が方位を計測するステップ（Ｓ６１、Ｓ６２）と、位置計測装置（１２）が方位に潜水船（１０）の航路を修正するステップ（Ｓ５６）と、トランスポンダ（１）と通信不可能であるときに（Ｓ６０−ＮＯ）、潜水船（１０）がトランスポンダ（１）から予め定められた第２探索距離だけ離れている第２地点で、位置計測装置（１２）がトランスポンダ（１）と通信可能であるか否かを調べるステップ（Ｓ５７、Ｓ６０）とを含む。第２探索距離は、第１探索距離よりも短い。このように、方位を計測するステップ（Ｓ１００：第２探索処理）では、予め定められた地点でトランスポンダ（１）と通信可能であるときに、位置計測装置（１２）を旋回させて、位置計測装置（１２）が方位を計測する。これにより、位置計測装置（１２）を旋回させる回数を第１実施形態に比べて低減することができ、位置計測装置（１２）が第１実施形態（第１探索処理）よりも迅速に潜水船（１０）の航路を修正することができる。このため、位置計測装置（１２）は、第１実施形態（第１探索処理）よりも迅速に位置更新処理（Ｓ２００）を行うことができる。
【００１３】
本発明（第３実施形態）の位置更新方法において、方位を計測するステップ（Ｓ１００：第３探索処理）は、位置計測装置（１２）がトランスポンダ（１）に第１音波（発信音波）を送信するステップ（Ｓ７０）と、トランスポンダ（１）は第１音波に応答したときに第２音波（応答音波）を出力し、位置計測装置（１２）が第２音波を受信したとき（Ｓ７１−ＹＥＳ）、第２音波を受信した地点で位置計測装置（１２）を旋回させて、位置計測装置（１２）が方位を計測するステップ（Ｓ７２、Ｓ７３）と、第２音波を受信した地点は、潜水船（１０）がトランスポンダ（１）から第１探索距離だけ離れている第１地点であり、位置計測装置（１２）が方位に潜水船（１０）の航路を修正するステップ（Ｓ５６）と、位置計測装置（１２）が第２音波を受信できないときに（Ｓ７１−ＮＯ）、潜水船（１０）がトランスポンダ（１）から第２探索距離だけ離れている第２地点で、位置計測装置（１２）がトランスポンダ（１）に第１音波を送信するステップ（Ｓ５７、Ｓ７０）とを含む。第２探索距離は、第１探索距離よりも短い。
このように、方位を計測するステップ（Ｓ１００：第３探索処理）では、潜水船（１０）を航走させながら、トランスポンダ（１）と通信できるまで発信音波を送信し、トランスポンダ（１）からの応答音波を受信した地点で位置計測装置（１２）を旋回させて、位置計測装置（１２）が方位を計測する。これにより、潜水船（１０）の冗長な航走を第１実施形態、第２実施形態に比べて低減することができ、位置計測装置（１２）が第１実施形態、第２実施形態よりも迅速に潜水船（１０）の航路を修正することができる。このため、位置計測装置（１２）は、第１実施形態（第１探索処理）、第２実施形態（第２探索処理）よりも迅速に位置更新処理（Ｓ２００）を行うことができる。
【００１４】
本発明（第４実施形態）の位置更新方法において、方位を計測するステップ（Ｓ１００：第４探索処理）は、位置計測装置（１２）がトランスポンダ（１）に第１音波（発信音波）を送信するステップ（Ｓ８０）と、トランスポンダ（１）は第１音波に応答したときに第２音波（応答音波）を出力し、位置計測装置（１２）が第２音波を受信したとき（Ｓ８１−ＹＥＳ）、第２音波を受信した地点で位置計測装置（１２）を旋回させないで、位置計測装置（１２）がトランスポンダ（１）と複数回通信して方位を計測するステップ（Ｓ８２、Ｓ８３）と、第２音波を受信した地点は、潜水船（１０）がトランスポンダ（１）から第１探索距離だけ離れている第１地点であり、位置計測装置（１２）が方位に潜水船（１０）の航路を修正するステップ（Ｓ５６）と、位置計測装置（１２）が第２音波を受信できないときに（Ｓ８１−ＮＯ）、潜水船（１０）がトランスポンダ（１）から第２探索距離だけ離れている第２地点で、位置計測装置（１２）がトランスポンダ（１）に第１音波を送信するステップ（Ｓ５７、Ｓ８０）とを含む。第２探索距離は、第１探索距離よりも短い。
このように、方位を計測するステップ（Ｓ１００：第４探索処理）では、潜水船（１０）を航走させながら、トランスポンダ（１）と通信できるまで発信音波を送信し、トランスポンダ（１）からの応答音波を受信した地点で位置計測装置（１２）を旋回させないで、位置計測装置（１２）がトランスポンダ（１）と複数回通信して方位を計測する。これにより、位置計測装置（１２）が第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態よりも迅速に潜水船（１０）の航路を修正することができる。このため、位置計測装置（１２）は、第１実施形態（第１探索処理）、第２実施形態（第２探索処理）、第３実施形態（第３探索処理）よりも迅速に位置更新処理（Ｓ２００）を行うことができる。位置計測装置（１２）の旋回を行わずに方位を計測するには、第１探索処理、第２探索処理、第３探索処理における位置計測装置（１２）｛音響ホーミングソナー（１４）｝よりも測位可能な方位が充分に広い位置計測装置（１２）｛音響ホーミングソナー（１４）｝を用いることが好ましい。
【００１５】
本発明（第１実施形態〜第３実施形態）の位置更新方法において、位置計測装置（１２）を旋回させる角度は、３６０度である。
【００１６】
本発明（第１実施形態〜第４実施形態）の位置更新方法において、方位を計測するステップ（Ｓ１００）は、位置計測装置（１２）がトランスポンダ（１）と通信して方位をｎ回（ｎは１以上の正数）計測して方位データ｛Ｙ（ｊ）｜Ｙ（ｊ）＝Ｙ（１）、Ｙ（２）、…、Ｙ（ｎ）｝を生成するステップ（Ｓ５１−ＹＥＳ、Ｓ５２／Ｓ６０〜Ｓ６２／Ｓ７０〜Ｓ７３／Ｓ８０〜Ｓ８３）と、下記式：
【数３】
2004138589.tif 000003
により、位置計測装置（１２）が平均方位Ｙａを算出するステップ（Ｓ５３）と、位置計測装置（１２）が、方位データ｛Ｙ（ｊ）｝のうち、平均方位Ｙａに対して規定方位以上の方位データが存在するか否かを判定するステップ（Ｓ５４）と、規定方位以上の方位データが存在するとき（Ｓ５４−ＹＥＳ）、位置計測装置（１２）が、方位データ｛Ｙ（ｊ）｝のうちの規定方位以上の方位データを除いた方位データを方位データ｛Ｙ（ｊ）｝として平均方位Ｙａを算出するステップを実行するステップ（Ｓ５５）とを含む。航路を修正するステップ（Ｓ５６）は、判定するステップ（Ｓ５４）で規定方位以上の方位データが存在しないとき（Ｓ５４−ＮＯ）、位置計測装置（１２）が平均方位Ｙａに潜水船（１０）の航路を修正するステップ（Ｓ５６）を含む。
【００１７】
本発明（第１実施形態、第５実施形態〜第７実施形態）の位置更新方法において、方位と距離とに基づいて現在の位置（６）を補正するステップ（Ｓ２００：上記の位置更新処理である第１位置更新処理）は、位置計測装置（１２）が、トランスポンダ（１）と通信して潜水船（１０）からトランスポンダ（１）までの距離をＮ回（Ｎは１以上の正数）計測し、その距離に基づいて、方位によって（Ｓ１００：第１探索処理〜第４探索処理によって）航路が修正された潜水船（１０）の位置としてＮ個の測位結果を生成するステップ（Ｓ１〜Ｓ３）と、位置計測装置（１２）が、Ｎ個の測位結果に基づいて、慣性航法装置（１１）により推測された現在の位置（６）を補正するステップ（Ｓ１２）とを更に具備する。
このように、方位と距離とに基づいて現在の位置（６）を補正するステップ（Ｓ２００：第１位置更新処理）では、位置計測装置（１２）は、慣性航法装置（１１）により推測された算出結果を、Ｎ個の測位結果を用いて確率的に現在の位置（６）として補正する。これにより、慣性航法装置（１１）は、潜水船（１０）の現在の位置（６）を正確に更新することができる。
【００１８】
本発明（第１実施形態）の位置更新方法において、測位結果を生成するステップ（Ｓ１〜Ｓ３）は、位置計測装置（１２）が、慣性航法装置（１１）により推測された現在の位置（６）を算出結果｛ＩＮＳ（ｉ）｜ＩＮＳ（ｉ）＝ＩＮＳ（１）、ＩＮＳ（２）、…、ＩＮＳ（Ｎ）｝として慣性航法装置（１１）から収集するステップ（Ｓ１、Ｓ３）と、位置計測装置（１２）がトランスポンダ（１）と通信して潜水船（１０）の位置をＮ回（Ｎは１以上の正数）計測して測位結果｛Ｓｎｄ（ｉ）｜Ｓｎｄ（ｉ）＝Ｓｎｄ（１）、Ｓｎｄ（２）、…、Ｓｎｄ（Ｎ）｝を生成するステップ（Ｓ２、Ｓ３）とを含む。補正するステップ（Ｓ１２）は、下記式：
Ｐｏｓ（ｉ）＝Ｓｎｄ（ｉ）＋｛ＩＮＳ（Ｎ）−ＩＮＳ（ｉ）｝
により、位置計測装置（１２）が修正位置｛Ｐｏｓ（ｉ）｜Ｐｏｓ（ｉ）＝Ｐｏｓ（１）、Ｐｏｓ（２）、…、Ｐｏｓ（Ｎ）｝を算出するステップ（Ｓ６）と、下記式：
【数４】
2004138589.tif 000004
により、位置計測装置（１２）が推定位置Ａを算出するステップ（Ｓ７）と、位置計測装置（１２）が、推定位置Ａに基づいて、算出結果｛ＩＮＳ（ｉ）｝のうちの算出結果｛ＩＮＳ（Ｎ）｝を現在の位置（６）として補正するステップ（Ｓ１２）とを含む。
潜水船（１０）は海中を航走しながら発信音波を送信して応答音波を受信するため、測位結果｛Ｓｎｄ（ｉ）｝には時間差による位置誤差が含まれる。方位と距離とに基づいて現在の位置（６）を補正するステップ（Ｓ２００：第１位置更新処理）では、位置計測装置（１２）は、測位結果｛Ｓｎｄ（ｉ）｝に含まれる位置誤差を修正するための修正位置｛Ｐｏｓ（ｉ）｝を算出し、この修正位置｛Ｐｏｓ（ｉ）｝によって推定位置Ａを算出するため、この推定位置Ａによって、慣性航法装置（１１）により推測された算出結果ＩＮＳ（Ｎ）を現在の位置（６）として正確に補正することができる。これにより、慣性航法装置（１１）は、潜水船（１０）の現在の位置（６）を正確に更新することができる。
【００１９】
本発明（第１実施形態）の位置更新方法において、算出結果｛ＩＮＳ（Ｎ）｝を現在の位置（６）として補正するステップ（Ｓ１２）は、下記式：
Ｂ（ｉ）＝Ａ−｛Ｐｏｓ（ｉ）｝
により、位置計測装置（１２）が誤差｛Ｂ（ｉ）｝を算出するステップ（Ｓ８）と、位置計測装置（１２）が、誤差｛Ｂ（ｉ）｝のうち、推定位置Ａから離れた第１設定距離Ｌ１内に存在する誤差が規定の個数以上あるか否かを調べるステップ（Ｓ９）と、第１設定距離Ｌ１内に存在する誤差が規定の個数以上あるとき（Ｓ９−ＹＥＳ）、それに存在する誤差を選択するステップ（Ｓ１０）と、位置計測装置（１２）が、修正位置｛Ｐｏｓ（ｉ）｝のうち、選択された誤差に対応する修正位置を選択するステップ（Ｓ１１）と、位置計測装置（１２）が、選択された修正位置の全てを加算し、加算された修正位置に選択された修正位置の個数で除算した補正位置Ｃを算出するステップ（Ｓ１１）と、位置計測装置（１２）が、現在の位置（６）として、算出結果｛ＩＮＳ（Ｎ）｝を補正位置Ｃに補正するステップ（Ｓ１２）とを含む。
このように、方位と距離とに基づいて現在の位置（６）を補正するステップ（Ｓ２００：第１位置更新処理）では、位置計測装置（１２）は、誤差｛Ｂ（ｉ）｝を算出することにより、Ｎ個の測位結果Ｓｎｄ（１）、Ｓｎｄ（２）、…、Ｓｎｄ（Ｎ）のうちの有効な測位結果Ｓｎｄがあるか否かを判定して、有効な測位結果Ｓｎｄを用いて補正位置Ｃを算出する。このため、位置計測装置（１２）は、慣性航法装置（１１）により推測された算出結果ＩＮＳ（Ｎ）を現在の位置（６）として正確に補正することができる。これにより、慣性航法装置（１１）は、潜水船（１０）の現在の位置（６）を正確に更新することができる。
【００２０】
本発明（第１実施形態）の位置更新方法において、規定の個数はＭ（Ｍは、１〜Ｎのうちの１つの正数）で表される。
【００２１】
本発明（第１実施形態）の位置更新方法において、誤差を選択するステップ（Ｓ８）は、第１設定距離Ｌ１内に存在する誤差が規定の個数以上ないとき（Ｓ９−ＮＯ）、位置計測装置（１２）が、測位結果｛Ｓｎｄ（ｉ）｝を、下記式：
Ｓｎｄ（ｉ）＝Ｓｎｄ（ｉ＋１）
とし、算出結果｛ＩＮＳ（ｉ）｝を、下記式：
ＩＮＳ（ｉ）＝ＩＮＳ（ｉ＋１）
として、修正位置｛Ｐｏｓ（ｉ）｝を算出するステップ（Ｓ６）を再度実行するステップ（Ｓ１〜Ｓ５）を含む。
このように、方位と距離とに基づいて現在の位置（６）を補正するステップ（Ｓ２００：第１位置更新処理）では、位置計測装置（１２）は、有効な測位結果ＳｎｄがあるまでステップＳ１〜Ｓ９を実行する。このため、位置計測装置（１２）は、慣性航法装置（１１）により推測された算出結果ＩＮＳ（Ｎ）を現在の位置（６）として正確に補正することができる。これにより、慣性航法装置（１１）は、潜水船（１０）の現在の位置（６）を正確に更新することができる。
【００２２】
本発明（第５実施形態）の位置更新方法の位置更新処理として第２位置更新処理（Ｓ２００）では、位置計測装置（１２）が、補正された現在の位置（６）からトランスポンダ（１）までの距離を算出するステップ（Ｓ１５）と、トランスポンダ（１）から離れた第２設定距離Ｌ２よりＳ１５にて算出された距離が長いとき（Ｓ１６−ＮＯ）、位置計測装置（１２）が、測位結果を生成するステップ（Ｓ１〜Ｓ３）を再度実行するステップ（Ｓ１６）を更に具備する。
このように、第２位置更新処理（Ｓ２００）では、第１位置更新処理の効果に加えて、潜水船（１０）をトランスポンダ（１）に近づかせながら、位置計測装置（１２）が算出結果ＩＮＳ（Ｎ）を複数回補正することにより、慣性航法装置（１１）は、潜水船（１０）の現在の位置（６）を第１実施形態（第１位置更新処理）より更に正確に更新することができる。
【００２３】
本発明（第６実施形態）の位置更新方法の位置更新処理として第３位置更新処理（Ｓ２００）において、測位結果を生成するステップ（Ｓ１〜Ｓ３）を再度実行するステップ（Ｓ１６〜Ｓ１９）は、第２設定距離Ｌ２よりＳ１５にて算出された距離が長いとき（Ｓ１６−ＮＯ）、位置計測装置（１２）が、第１設定距離Ｌ１から、第１設定距離Ｌ１より短い第３設定距離αを引いた距離を第１設定距離Ｌ１とするステップ（Ｓ１７）を含む。
本発明（第６実施形態）の位置更新方法の位置更新処理として第３位置更新処理（Ｓ２００）において、測位結果を生成するステップ（Ｓ１〜Ｓ３）を再度実行するステップ（Ｓ１６〜Ｓ１９）は、第１設定距離Ｌ１が第３設定距離αより短いとき（Ｓ１８−ＮＯ）、位置計測装置（１２）が第１設定距離Ｌ１を第３設定距離αとするステップ（Ｓ１９）を含む。
このように、第３位置更新処理（Ｓ２００）では、第１位置更新処理、第２位置更新処理の効果に加えて、潜水船（１０）をトランスポンダ（１）に近づかせながら、位置計測装置（１２）が算出結果ＩＮＳ（Ｎ）を複数回補正し、算出結果ＩＮＳ（Ｎ）を補正するに従い設定距離Ｌ１を短くすることにより、慣性航法装置（１１）は、潜水船（１０）の現在の位置（６）を第１位置更新処理、第２位置更新処理より更に正確に更新することができる。
【００２４】
本発明（第７実施形態）の位置更新方法の位置更新処理として第４位置更新処理（Ｓ２００）では、位置計測装置（１２）が、トランスポンダ（１）から、潜水船（１０）が次に向かう他のトランスポンダ（２）までのトランスポンダ間距離を算出するステップ（Ｓ２０）と、他のトランスポンダ（２）は、トランスポンダ（１）が設けられた位置とは異なる海中の予め定められた位置に設けられ、位置計測装置（１２）が、トランスポンダ間距離に基づいて、第２設定距離Ｌ２を可変するステップ（Ｓ２１〜Ｓ２５）を更に具備する。
本発明（第７実施形態）の位置更新方法の位置更新処理として第４位置更新処理（Ｓ２００）において、第２設定距離Ｌ２を可変するステップ（Ｓ２１〜Ｓ２５）は、トランスポンダ間距離が基準より長いとき（Ｓ２１−ＹＥＳ）、位置計測装置（１２）が、第２設定距離Ｌ２から、第２設定距離Ｌ２より短い第４設定距離βを引いた距離を第２設定距離Ｌ２とするステップ（Ｓ２５）を含む。
本発明（第７実施形態）の位置更新方法の位置更新処理として第４位置更新処理（Ｓ２００）において、第２設定距離Ｌ２を可変するステップ（Ｓ２１〜Ｓ２５）は、トランスポンダ間距離が基準より短いとき（Ｓ２１−ＮＯ）、位置計測装置（１２）が、第２設定距離Ｌ２に、第２設定距離Ｌ２より短い第４設定距離βを足した距離を第２設定距離Ｌ２とするステップ（Ｓ２４）を含む。
このように、第４位置更新処理（Ｓ２００）では、第２位置更新処理、第３位置更新処理の効果に加えて、位置計測装置（１２）が設定距離Ｌ２を可変することにより、慣性航法装置（１１）は、潜水船（１０）の現在の位置（６）を第２位置更新処理、第３位置更新処理より更に正確に更新することができる。
【００２５】
本発明の位置更新方法において、測位結果を生成するステップ（Ｓ１〜Ｓ３）は、位置計測装置（１２）がトランスポンダ（１）に発信音波を送信するステップ（Ｓ２）と、トランスポンダ（１）は発信音波に応答して応答音波を出力し、位置計測装置（１２）が、発信音波と応答音波とに基づいて、潜水船（１０）の位置を計測するステップ（Ｓ２）とを含む。発信音波と応答音波とは重ならない。
【００２６】
本発明のコンピュータプログラム（１９）は、上述の位置更新方法を位置計測装置（１２）に実行させる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明による位置更新方法の実施の形態を以下に説明する。本発明の位置更新方法に適用される潜水船１０と複数のトランスポンダとを図１に示す。潜水船１０は、海中を航走する。複数のトランスポンダは、海中（海底）の予め定められた位置に設けられている。複数のトランスポンダとして、本実施例では３つとし、その３つのトランスポンダをトランスポンダ１、２、３とする。潜水船１０は、例えば、トランスポンダ１、トランスポンダ２、トランスポンダ３の順で海中を航走するものとする。
【００２８】
（第１実施形態）
図２は、潜水船１０の構成を示す。図２に示されるように、潜水船１０には、位置更新装置である慣性航法装置１１、位置計測装置１２、表示装置１６が搭載されている。慣性航法装置１１は、潜水船１０の現在の位置を推測する。
【００２９】
慣性航法装置１１には、ジャイロセンサで例示されるジャイロ装置１３が含まれる。ジャイロ装置１３は、潜水船１０が海中を航走するときの速度を測る。慣性航法装置１１は、潜水船の過去の位置とその速度とに基づいて潜水船１０の現在の位置を算出（推測）して算出結果ＩＮＳを生成する。この算出結果ＩＮＳには算出誤差が含まれる。この算出誤差は、潜水船１０が長距離を航走するに従って大きくなる。
【００３０】
位置計測装置１２は、超音波で例示される音波の伝播を利用する。潜水船１０は、位置計測装置１２と、海中に設けられたトランスポンダ（例えばトランスポンダ１）との通信を音波によって複数回行う。位置計測装置１２は、音響ホーミングソナー１４、制御装置１５を備える。音響ホーミングソナー１４は、送信機１７、受信機１８を備える。制御装置１５は、コンピュータプログラムであるプログラム１９を備え、プログラム１９は、本発明の位置更新方法を位置計測装置１２（制御装置１５）に実行させる。制御装置１５は、現在の位置６が表示されるように表示装置１６を制御する。
【００３１】
図３は、本発明の位置更新方法を示すフローチャートである。図３に示されるように、位置計測装置１２の制御装置１５は、探索処理（ステップＳ１００）を実行し、ステップＳ１００を実行した後に位置更新処理（ステップＳ２００）を実行する。位置計測装置１２の制御装置１５は、潜水船１０の現在の位置６を補正して更新する処理（位置更新処理）を行うために、探索処理において、潜水船１０がトランスポンダ１から探索距離だけ離れている地点でトランスポンダ１の探索動作を行う。トランスポンダ１の探索動作としては、位置計測装置１２を旋回させること、位置計測装置１２を旋回させないでトランスポンダ１と複数回通信を行うことが例示される。
【００３２】
本発明の位置更新方法では、このトランスポンダ１の探索動作により、潜水船１０の冗長な航走を低減することができる。この探索処理において、制御装置１５は、トランスポンダ１の探索動作を行った結果、トランスポンダ１の潜水船１０の進行方向に対する方位を計測し、その方位に潜水船１０の航路を修正する（その方位に潜水船１０を回頭させる）。位置更新処理において、制御装置１５は、潜水船１０からトランスポンダ１までの距離を計測し、修正された航路と距離とに基づいて算出結果ＩＮＳ（潜水船１０の現在の位置６）を補正する。これにより、慣性航法装置１１は、潜水船１０の現在の位置６を更新することができる。探索処理（ステップＳ１００）と位置更新処理（ステップＳ２００）との詳細な説明は後述する。
【００３３】
第１実施形態の位置更新方法の探索処理は、図４〜図７に示されるアルゴリズムが適用される。地点Ｐは、算出誤差が含まれない場合に想定される算出結果ＩＮＳを表し、潜水船１０は、地点Ｐを中心とした円５の中に位置していると想定される。円５の半径Δｘは、算出誤差が含まれた場合に想定される算出結果ＩＮＳの範囲を表す。トランスポンダ１を中心とした円４の半径は、位置計測装置１２（制御装置１５）が探索処理を行うことが可能である測位可能距離ｄを表す。
【００３４】
潜水船１０が航走して、その潜水船１０が図４、図５、図６、図７に示される円５の中に位置している場合、円５の中心（地点Ｐ）からトランスポンダ１までの距離はｄ＋Δｘ、ｄ、ｄ−Δｘ／２、ｄ−Δｘである。位置計測装置１２の制御装置１５は、潜水船１０がトランスポンダ１から第１探索距離だけ離れている第１地点でトランスポンダ１の探索動作を行う。トランスポンダ１からの第１探索距離として潜水船１０が図４、図５、図６、図７に示される部分７に位置する場合、制御装置１５は、トランスポンダ１の潜水船１０の進行方向に対する方位を計測し、その方位に潜水船１０の航路を修正することができる。航路を修正した場合、制御装置１５は、後述の位置更新処理を行う。
【００３５】
トランスポンダ１からの第１探索距離として潜水船１０が図４、図５、図６に示される部分７に位置しない場合、制御装置１５は、その方位を計測することができない。このため、第１地点から、潜水船１０がトランスポンダ１から第２探索距離だけ離れている第２地点まで潜水船１０が航走する。この第２探索距離は第１探索距離よりも短い。このとき、潜水船１０は、図５、図６、図７に示される円５の中に位置していると想定される。制御装置１５は、この第２地点でトランスポンダ１の探索動作を行う。このように、制御装置１５が方位を計測できるまで、潜水船１０をトランスポンダ１に近づかせる（地点Ｐからトランスポンダ１までの距離をｄ＋Δｘ、ｄ、ｄ−Δｘ／２、ｄ−Δｘの順で縮める）。潜水船１０が図７に示される部分７に位置しない場合、制御装置１５は、方位を計測できないものと（本アルゴリズムは適用できないものと）判断して探索処理を終了する。
【００３６】
本実施例では、円５の中心（地点Ｐ）からトランスポンダ１までの距離は、ｄ＋Δｘ、ｄ、ｄ−Δｘ／２、ｄ−Δｘの４通りであるが、これに限定されない。この４通りと、（ｄ＋Δｘ）＜ｄｘ＜ｄのｍ１通りと、ｄ＜ｄｘ’＜（ｄ−Δｘ／２）のｍ２通りと、（ｄ−Δｘ／２）＜ｄｘ’’＜（ｄ−Δｘ）のｍ３通りとを含むｍ通りが挙げられる。ｄｘは、ｄ＋（３Δｘ／５）、…、ｄ＋（２Δｘ／３）、…、ｄ＋（３Δｘ／４）、…、ｄ＋（４Δｘ／５）、…等を含む。ｄｘ’は、ｄ−（１Δｘ／５）、…、ｄ−（１Δｘ／４）、…、ｄ−（１Δｘ／３）、…、ｄ−（２Δｘ／５）、…等を含む。ｄｘ’’は、ｄ−（３Δｘ／５）、…、ｄ−（２Δｘ／３）、…、ｄ−（３Δｘ／４）、…、ｄ−（４Δｘ／５）、…等を含む。
【００３７】
第１実施形態の位置更新方法の探索処理（ステップＳ１００）として第１探索処理では、予め定められた地点で位置計測装置１２を旋回させて、制御装置１５が方位を計測することにより、潜水船１０の冗長な航走を低減することができ、制御装置１５がその方位に潜水船１０の航路を修正することができる。この第１探索処理について説明する。
【００３８】
図８は、本発明の第１実施形態の位置更新方法における第１探索処理を示すフローチャートである。位置計測装置１２の制御装置１５は、潜水船１０がトランスポンダ１から第１探索距離だけ離れている第１地点で位置計測装置１２を旋回させてトランスポンダ１と通信する。第１探索距離は、予め定められた距離である。制御装置１５は、トランスポンダ１に発信音波が送信されるように音響ホーミングソナー１４の送信機１７を制御する。送信機１７は発信音波をトランスポンダ１に送信する。トランスポンダ１は、発信音波に応答して応答信号を送信する。制御装置１５は、トランスポンダ１からの応答音波が受信されるように音響ホーミングソナー１４の受信機１８を制御する。受信機１８はトランスポンダ１からの応答音波を受信する。受信機１８が応答音波を受信できる場合、トランスポンダ１からの第１探索距離として潜水船１０が図４に示される部分７に位置する。制御装置１５は、発信音波と応答音波とに基づいて、方位を計測して方位データを生成する（ステップＳ５１−ＹＥＳ）。音響ホーミングソナー１４の測位（送受信）可能な方位として±５０度が例示される。
【００３９】
制御装置１５は、方位データがｎ個ない場合（ステップＳ５２−ＮＯ）、ステップＳ５１に戻り、方位データがｎ個になるまで（ステップＳ５２−ＹＥＳ）、方位を計測して方位データを生成する。本実施例では位置計測装置１２を１０度毎に３６０度旋回させた場合、ｎは３６である。
ステップＳ５１、Ｓ５２にて、制御装置１５は、ｎ個の方位データ｛Ｙ（ｊ）｜Ｙ（ｊ）＝Ｙ（１）、Ｙ（２）、…、Ｙ（ｎ）｝を生成する。ｎは３６であるため、方位データ｛Ｙ（ｊ）｝は、方位データＹ１、Ｙ２、…、Ｙ３６で表され、方位データＹ１、Ｙ２、…、Ｙ３６の順で生成される。
【００４０】
制御装置１５は、方位データ｛Ｙ（ｊ）｝の全てを加算し、加算された方位データに、その方位データ｛Ｙ（ｊ）｝の個数ｎで除算した平均方位Ｙａ（平均値）を算出する（ステップＳ５３）。すなわち、平均方位Ｙａは、下記式：
【数５】
2004138589.tif 000005
により算出される。制御装置１５は、方位データ｛Ｙ（ｊ）｝のうち、平均方位Ｙａに対して規定方位以上の方位データが存在するか否かを判定する（ステップＳ５４）。
【００４１】
規定方位以上の方位データが存在するとき（ステップＳ５４−ＹＥＳ）、制御装置１５は、方位データ｛Ｙ（ｊ）｝のうちの規定方位以上（例示：＋３０度以上、−３０度以下）の方位データを除いた方位データを方位データ｛Ｙ（ｊ）｝とし（ステップＳ５５）、ステップＳ５３を実行する。
規定方位以上の方位データが存在しないとき（ステップＳ５４−ＮＯ）、制御装置１５は、平均方位Ｙａに潜水船１０の航路を修正する（ステップＳ５６）。
【００４２】
一方、方位を計測できない場合（ステップＳ５１−ＮＯ）、第１地点から、潜水船１０がトランスポンダ１から第２探索距離だけ離れている第２地点まで潜水船１０が航走したとき、制御装置１５は、その第２探索距離を第１探索距離と仮定し、第２地点を第１地点と仮定して（ステップＳ５７）、ステップＳ５１を実行する。第２探索距離は、予め定められた距離である。ステップＳ５１にて受信機１８が応答音波を受信できる場合、トランスポンダ１からの第１探索距離として潜水船１０が図５に示される部分７に位置し、制御装置１５は、方位を計測することができる。トランスポンダ１からの第１探索距離として潜水船１０が図６、図７に示される部分７に位置する場合でも上述と同様である。但し、潜水船１０が図７に示される部分７に位置しない場合、制御装置１５がステップＳ５１を実行しても方位を計測できないものと判断して探索処理を終了する（この終了のステップは図示しない）。
【００４３】
このように、第１実施形態の位置更新方法の第１探索処理は、予め定められた地点で位置計測装置１２を旋回させて、制御装置１５が方位を計測する。これにより、潜水船１０の冗長な航走を低減することができ、制御装置１５がその方位に潜水船１０の航路を修正することができる。潜水船１０の冗長な航走を低減することができるため、制御装置１５は、迅速に位置更新処理を行うことができる。
【００４４】
第１実施形態の位置更新方法の位置更新処理（ステップＳ２００）として第１位置更新処理では、図１２に示されるように、Ｎ個（本実施例ではＮを１６とする）の測位結果Ｓｎｄ１〜Ｓｎｄ１６のうちの有効な測位結果Ｓｎｄを用いて、慣性航法装置１１により推測された算出結果ＩＮＳ１６を現在の位置６として補正することにより、潜水船１０の現在の位置６を正確に更新する。この第１位置更新処理について説明する。
【００４５】
図１３、図１４は、本発明の第１実施形態の位置更新方法における第１位置更新処理を示すフローチャートである。慣性航法装置１１は、潜水船の過去の位置とその速度とに基づいて潜水船１０の現在の位置を算出（推測）して算出結果ＩＮＳを生成する。位置計測装置１２の制御装置１５は、慣性航法装置１１により推測された算出結果ＩＮＳを慣性航法装置１１から収集する（ステップＳ１）。
【００４６】
制御装置１５は、慣性航法装置１１から算出結果ＩＮＳを収集したときにトランスポンダ１と通信する。制御装置１５は、トランスポンダ１と通信するために、トランスポンダ１に発信音波が送信されるように音響ホーミングソナー１４の送信機１７を制御する。送信機１７は発信音波をトランスポンダ１に送信する。トランスポンダ１は、発信音波に応答して応答信号を送信する。制御装置１５は、トランスポンダ１からの応答音波が受信されるように音響ホーミングソナー１４の受信機１８を制御する。受信機１８はトランスポンダ１からの応答音波を受信する。制御装置１５は、送信機１７が発信音波を送信した時刻から受信機１８が応答音波を受信した時刻までの時間差を算出する。この時間差は、潜水船１０（位置計測装置１２）からトランスポンダ１までの距離（測位距離と称する）に対応する。制御装置１５は、この時間差（測位距離）を計測し、計測された測位距離に基づいて、探索処理（Ｓ１００：第１探索処理〜第４探索処理）によって航路が修正された位置計測装置１２（潜水船１０）の位置として測位結果Ｓｎｄを生成する（ステップＳ２）。
【００４７】
制御装置１５は、測位結果Ｓｎｄと算出結果ＩＮＳとがＮ個以上ない場合（ステップＳ３−ＮＯ）、ステップＳ１に戻り、測位結果Ｓｎｄと算出結果ＩＮＳとがＮ個になるまで（ステップＳ３−ＹＥＳ）、一定回数測位する。Ｎは１６であるため、一定回数は１６回である（図１２参照）。制御装置１５は、慣性航法装置１１により推測された算出結果ＩＮＳを、ステップＳ３以降で、Ｎ個の測位結果を用いて確率的に現在の位置６として補正することができる。
【００４８】
ステップＳ１〜Ｓ３にて、制御装置１５は、Ｎ個の測位結果｛Ｓｎｄ（ｉ）｜Ｓｎｄ（ｉ）＝Ｓｎｄ（１）、Ｓｎｄ（２）、…、Ｓｎｄ（Ｎ）｝を生成し、Ｎ個の算出結果｛ＩＮＳ（ｉ）｜ＩＮＳ（ｉ）＝ＩＮＳ（１）、ＩＮＳ（２）、…、ＩＮＳ（Ｎ）｝を慣性航法装置１１から収集する。Ｎは１６であるため、測位結果｛Ｓｎｄ（ｉ）｝は、測位結果Ｓｎｄ１、Ｓｎｄ２、…、Ｓｎｄ１６で表され、測位結果Ｓｎｄ１、Ｓｎｄ２、…、Ｓｎｄ１６の順で生成される。算出結果｛ＩＮＳ（ｉ）｝は、算出結果ＩＮＳ１、ＩＮＳ２、…、ＩＮＳ１６で表され、算出結果ＩＮＳ１、ＩＮＳ２、…、ＩＮＳ１６の順で収集される。潜水船１０は、海中を航走しながら発信音波を送信して応答音波を受信するため、測位結果Ｓｎｄ１、Ｓｎｄ２、…、Ｓｎｄ１６には、潜水船１０が海中を航走しながら発信音波を送信した位置と、潜水船１０が海中を航走しながら応答音波を受信する位置との差異（位置誤差）が含まれる。
【００４９】
測位結果Ｓｎｄと算出結果ＩＮＳとがＮ個であるため（ステップＳ４−ＮＯ）、制御装置１５は、測位結果｛Ｓｎｄ（ｉ）｝と算出結果｛ＩＮＳ（ｉ）｝とに基づいて、測位結果｛Ｓｎｄ（ｉ）｝に含まれる位置誤差を修正するための修正位置｛Ｐｏｓ（ｉ）｜Ｐｏｓ（ｉ）＝Ｐｏｓ（１）、Ｐｏｓ（２）、…、Ｐｏｓ（Ｎ）｝を算出する（ステップＳ６）。Ｎは１６であるため、修正位置｛Ｐｏｓ（ｉ）｝は、修正位置Ｐｏｓ１、Ｐｏｓ２、…、Ｐｏｓ１６で表される。この修正位置Ｐｏｓ１、Ｐｏｓ２、…、ＰｏｓＮは、下記式：
Ｐｏｓｉ＝Ｓｎｄｉ＋（ＩＮＳＮ−ＩＮＳｉ）
により算出される。
【００５０】
制御装置１５は、修正位置｛Ｐｏｓ（ｉ）｝の全てを加算し、加算された修正位置に、その修正位置｛Ｐｏｓ（ｉ）｝の個数Ｎで除算した推定位置Ａ（平均値）を算出する（ステップＳ７）。すなわち、推定位置Ａは、下記式：
【数６】
2004138589.tif 000006
により算出される。制御装置１５は、測位結果Ｓｎｄ１、Ｓｎｄ２、…、Ｓｎｄ１６に含まれる位置誤差を修正するための修正位置Ｐｏｓ１、Ｐｏｓ２、…、Ｐｏｓ１６を算出し、この修正位置Ｐｏｓ１、Ｐｏｓ２、…、Ｐｏｓ１６によって推定位置Ａを算出するため、ステップＳ７以降で、この推定位置Ａによって算出結果ＩＮＳ１６を現在の位置６として正確に補正することができる。
【００５１】
制御装置１５は、ステップＳ７にて算出された推定位置Ａと、ステップＳ６にて算出された修正位置｛Ｐｏｓ（ｉ）｝との誤差｛Ｂ（ｉ）｝を算出する（ステップＳ８）。Ｎは１６であるため、誤差｛Ｂ（ｉ）｝は、誤差Ｂ１、Ｂ２、…、Ｂ１６で表される。この誤差Ｂ１、Ｂ２、…、Ｂ１６は、下記式：
Ｂｉ＝Ａ−Ｐｏｓｉ
により算出される。
【００５２】
制御装置１５は、誤差｛Ｂ（ｉ）｝のうち、推定位置Ａから離れた設定距離Ｌ１内に存在する誤差が規定の個数Ｍ以上あるか否かを調べる（ステップＳ９）。規定の個数Ｍは、１〜Ｎのうちの１つの正数で表される。設定距離Ｌ１は、推定位置Ａを中心とした円の半径に相当する。設定距離Ｌ１内とは、設定距離Ｌ１以下又は設定距離Ｌ１未満のことを意味し、ここでは、設定距離Ｌ１未満とする。
【００５３】
設定距離Ｌ１内に存在する誤差が規定の個数Ｍ以上ないとき（ステップＳ９−ＮＯ）、制御装置１５は、図１３のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３を実行する。このとき、測位結果｛Ｓｎｄ（ｉ）｝は、測位結果Ｓｎｄ１、Ｓｎｄ２、…、Ｓｎｄ１６、Ｓｎｄ１７で表され、算出結果｛ＩＮＳ（ｉ）｝は、算出結果ＩＮＳ１、ＩＮＳ２、…、ＩＮＳ１６、ＩＮＳ１７で表される。測位結果Ｓｎｄと算出結果ＩＮＳとが（Ｎ＋１）個であるため（ステップＳ４−ＹＥＳ）、図１３に示されるように、制御装置１５は、最も古い測位結果Ｓｎｄ１と算出結果ＩＮＳ１とを破棄する（ステップＳ５）。すなわち、ステップＳ１〜Ｓ５にて、測位結果｛Ｓｎｄ（ｉ）｝を、下記式：
Ｓｎｄ（ｉ）＝Ｓｎｄ（ｉ＋１）
とし、算出結果｛ＩＮＳ（ｉ）｝を、下記式：
ＩＮＳ（ｉ）＝ＩＮＳ（ｉ＋１）
とする。ステップＳ５にて、測位結果｛Ｓｎｄ（ｉ）｝は、測位結果Ｓｎｄ２、…、Ｓｎｄ１６、Ｓｎｄ１７で表され、算出結果｛ＩＮＳ（ｉ）｝は、算出結果ＩＮＳ２、…、ＩＮＳ１６、ＩＮＳ１７で表される。その後、制御装置１５は、ステップＳ６以降を実行する。
【００５４】
一方、設定距離Ｌ１内に存在する誤差が規定の個数Ｍ以上あるとき（ステップＳ９−ＹＥＳ）、制御装置１５は、それに存在する誤差を選択する（ステップＳ１０）。選択された誤差を誤差Ｂ４、Ｂ５、…、Ｂ１６とする。
【００５５】
制御装置１５は、修正位置｛Ｐｏｓ（ｉ）｝のうち、ステップＳ１０にて選択された誤差Ｂ４、Ｂ５、…、Ｂ１６に対応する修正位置Ｐｏｓ４、Ｐｏｓ５、…、Ｐｏｓ１６を選択する。制御装置１５は、選択された修正位置Ｐｏｓ４、Ｐｏｓ５、…、Ｐｏｓ１６の全てを加算し、加算された修正位置に、選択された修正位置Ｐｏｓ４、Ｐｏｓ５、…、Ｐｏｓ１６の個数で除算した補正位置Ｃ（平均値）を算出する（ステップＳ１１）。補正位置Ｃは、図１２に示された矢印Ｘの方向に算出結果ＩＮＳ１６を移動させた位置である。
【００５６】
制御装置１５は、潜水船１０の現在の位置６として、算出結果ＩＮＳ１６を補正位置Ｃに補正する（ステップＳ１２）。制御装置１５は、補正された算出結果ＩＮＳ１６が潜水船１０の現在の位置６として更新されるように慣性航法装置１１を制御する（ステップＳ１３）。制御装置１５は、慣性航法装置１１により更新された現在の位置６が表示されるように表示装置１６を制御する（ステップＳ１４）。
このように、第１実施形態の位置更新方法の第１位置更新処理では、制御装置１５は、誤差Ｂ１、Ｂ２、…、Ｂ１６を算出することにより、測位結果Ｓｎｄ１〜Ｓｎｄ１６のうちの有効な測位結果Ｓｎｄがあるか否かを判定して、有効な測位結果Ｓｎｄを用いて補正位置Ｃを算出する。このため、制御装置１５は、慣性航法装置１１により推測された算出結果ＩＮＳ１６を現在の位置６として正確に補正することができる。これにより、慣性航法装置１１は、潜水船１０の現在の位置６を正確に更新することができる。
【００５７】
なお、上述の第１探索処理では、方位を計測するため、発信信号が送信機１７から送信（発信）される発信間隔は任意でよいが、第１位置更新処理のステップＳ２では、送信機１７が発信音波を送信した時刻から受信機１８が応答音波を受信した時刻までの時間差に対応する測位距離を算出するため、発信音波とトランスポンダ１からの応答音波とが重ならないようにする必要がある。しかし、発信間隔を長くしすぎると測位結果ＳｎｄをＮ個生成するまでの時間も長くなるため、発信間隔は、できるだけ短いことが好ましい。これを満たすために、初期時に測位結果Ｓｎｄを生成する際、距離ｄ＋２Δｘに平均音速（１５００［ｍ／ｓ］）で除算した時間を発信間隔とし、測位結果が得られた際、その測位結果Ｓｎｄを得るときの測位距離と潜水船１０が航走した距離とを加算して、その加算された距離を平均音速で除算した時間を発信間隔とする。
【００５８】
（第２実施形態）
第２実施形態の位置更新方法の探索処理（ステップＳ１００）として第２探索処理では、予め定められた地点でトランスポンダ１と通信可能であるときに、位置計測装置１２を旋回させて、制御装置１５が方位を計測することにより、位置計測装置１２を旋回させる回数を第１実施形態に比べて低減することができる。この第２探索処理では、第１探索処理のステップＳ５１、Ｓ５２に代えて、後述のステップＳ６０〜Ｓ６２を実行する。この第２探索処理について説明する。
【００５９】
図９は、本発明の第２実施形態の位置更新方法における第２探索処理を示すフローチャートである。位置計測装置１２の制御装置１５は、潜水船１０がトランスポンダ１から第１探索距離だけ離れている第１地点でトランスポンダ１と通信可能であるか否かを調べる（ステップＳ６０）。第１探索距離は、予め定められた距離である。トランスポンダ１と通信するために、トランスポンダ１に発信音波が送信されるように音響ホーミングソナー１４の送信機１７を制御する。送信機１７は発信音波をトランスポンダ１に送信する。トランスポンダ１は、発信音波に応答した場合、応答信号を送信する。制御装置１５は、トランスポンダ１からの応答音波が受信されるように音響ホーミングソナー１４の受信機１８を制御する。
【００６０】
受信機１８がトランスポンダ１からの応答音波を受信した場合（ステップＳ６０−ＹＥＳ）、トランスポンダ１からの第１探索距離として潜水船１０が図４に示される部分７に位置し、制御装置１５はトランスポンダ１と通信可能である。この場合、制御装置１５は、第１地点で位置計測装置１２を旋回させてトランスポンダ１と通信するために、トランスポンダ１に発信音波が送信されるように音響ホーミングソナー１４の送信機１７を制御する。送信機１７は発信音波をトランスポンダ１に送信する。トランスポンダ１は、発信音波に応答して応答信号を送信する。制御装置１５は、トランスポンダ１からの応答音波が受信されるように音響ホーミングソナー１４の受信機１８を制御する。受信機１８はトランスポンダ１からの応答音波を受信する。制御装置１５は、発信音波と応答音波とに基づいて、上記の方位を計測して方位データを生成する（ステップＳ６１）。音響ホーミングソナー１４の測位（送受信）可能な方位として±５０度が例示される。
【００６１】
制御装置１５は、方位データがｎ個ない場合（ステップＳ６２−ＮＯ）、ステップＳ６１に戻り、方位データがｎ個になるまで（ステップＳ６２−ＹＥＳ）、方位を計測して方位データを生成する。本実施例では位置計測装置１２を１０度毎に３６０度旋回させた場合、ｎは３６である。
ステップＳ６０〜Ｓ６２にて、制御装置１５は、ｎ個の方位データ｛Ｙ（ｊ）｜Ｙ（ｊ）＝Ｙ（１）、Ｙ（２）、…、Ｙ（ｎ）｝を生成する。ｎは３６であるため、方位データ｛Ｙ（ｊ）｝は、方位データＹ１、Ｙ２、…、Ｙ３６で表され、方位データＹ１、Ｙ２、…、Ｙ３６の順で生成される。その後、制御装置１５は、第１探索処理と同様にステップＳ５３〜Ｓ５６を実行する。
【００６２】
一方、受信機１８がトランスポンダ１からの応答音波を受信できない場合（ステップＳ６０−ＮＯ）、制御装置１５は、トランスポンダ１と通信不可能である。この場合、第１地点から、潜水船１０がトランスポンダ１から第２探索距離だけ離れている第２地点まで潜水船１０が航走したとき、制御装置１５は、その第２探索距離を第１探索距離と仮定し、第２地点を第１地点と仮定して（ステップＳ５７）、ステップＳ６０を実行する。第２探索距離は、予め定められた距離である。ステップＳ６０にて受信機１８がトランスポンダ１からの応答音波を受信した場合、トランスポンダ１からの第１探索距離として潜水船１０が図５に示される部分７に位置し、制御装置１５はトランスポンダ１と通信可能である。トランスポンダ１からの第１探索距離として潜水船１０が図６、図７に示される部分７に位置する場合でも上述と同様である。但し、潜水船１０が図７に示される部分７に位置しない場合、ステップＳ６１にて制御装置１５はトランスポンダ１と通信不可能であるものと判断して探索処理を終了する（この終了のステップは図示しない）。
【００６３】
このように、第２実施形態の位置更新方法の第２探索処理は、予め定められた地点でトランスポンダ１と通信可能であるときに、位置計測装置１２を旋回させて、制御装置１５が方位を計測する。これにより、位置計測装置１２を旋回させる回数を第１実施形態に比べて低減することができ、制御装置１５が第１実施形態よりも迅速に潜水船１０の航路を修正することができる。このため、制御装置１５は、第１実施形態よりも迅速に位置更新処理を行うことができる。
【００６４】
（第３実施形態）
第３実施形態の位置更新方法の探索処理（ステップＳ１００）として第３探索処理では、潜水船１０を航走させながら、トランスポンダ１と通信できるまで発信音波を送信し、トランスポンダ１からの応答音波を受信した地点で位置計測装置１２を旋回させて、制御装置１５が方位を計測することにより、潜水船１０の冗長な航走を第１実施形態、第２実施形態に比べて低減することができる。この第３探索処理について説明する。
【００６５】
図１０は、本発明の第３実施形態の位置更新方法における第３探索処理を示すフローチャートである。位置計測装置１２の制御装置１５は、潜水船１０を航走させながら、トランスポンダ１と通信できるまで発信音波が送信されるように音響ホーミングソナー１４の送信機１７を制御する。送信機１７は発信音波をトランスポンダ１に送信し続ける（ステップＳ７０）。トランスポンダ１は、発信音波に応答した場合、応答信号を送信する。制御装置１５は、トランスポンダ１からの応答音波が受信されるように音響ホーミングソナー１４の受信機１８を制御する。
【００６６】
受信機１８がトランスポンダ１からの応答音波を受信した場合（ステップＳ７１−ＹＥＳ）、トランスポンダ１からの第１探索距離として潜水船１０が図４に示される部分７に位置し、制御装置１５はトランスポンダ１と通信可能である。第２音波を受信した地点が、潜水船１０がトランスポンダ１から第１探索距離だけ離れている第１地点である。この場合、制御装置１５は、第１地点で位置計測装置１２を旋回させてトランスポンダ１と通信する。制御装置１５は、トランスポンダ１に発信音波が送信されるように音響ホーミングソナー１４の送信機１７を制御する。送信機１７は発信音波をトランスポンダ１に送信する。トランスポンダ１は、発信音波に応答して応答信号を送信する。制御装置１５は、トランスポンダ１からの応答音波が受信されるように音響ホーミングソナー１４の受信機１８を制御する。受信機１８はトランスポンダ１からの応答音波を受信する。制御装置１５は、発信音波と応答音波とに基づいて、上記の方位を計測して方位データを生成する（ステップＳ７２）。音響ホーミングソナー１４の測位（送受信）可能な方位として±５０度が例示される。
【００６７】
制御装置１５は、方位データがｎ個ない場合（ステップＳ７３−ＮＯ）、ステップＳ７１に戻り、方位データがｎ個になるまで（ステップＳ７２−ＹＥＳ）、方位を計測して方位データを生成する。本実施例では位置計測装置１２を１０度毎に３６０度旋回させた場合、ｎは３６である。
ステップＳ７０〜Ｓ７３にて、制御装置１５は、ｎ個の方位データ｛Ｙ（ｊ）｜Ｙ（ｊ）＝Ｙ（１）、Ｙ（２）、…、Ｙ（ｎ）｝を生成する。ｎは３６であるため、方位データ｛Ｙ（ｊ）｝は、方位データＹ１、Ｙ２、…、Ｙ３６で表され、方位データＹ１、Ｙ２、…、Ｙ３６の順で生成される。その後、制御装置１５は、第１探索処理と同様にステップＳ５３〜Ｓ５６を実行する。
【００６８】
一方、受信機１８がトランスポンダ１からの応答音波を受信できない場合（ステップＳ７１−ＮＯ）、制御装置１５は、トランスポンダ１と通信不可能である。この場合、第１地点から、潜水船１０がトランスポンダ１から第２探索距離だけ離れている第２地点まで潜水船１０が航走したとき、制御装置１５は、その第２探索距離を第１探索距離と仮定し、第２地点を第１地点と仮定して（ステップＳ５７）、ステップＳ７０を実行する。ステップＳ７１にて受信機１８がトランスポンダ１からの応答音波を受信した場合、トランスポンダ１からの第１探索距離として潜水船１０が図５に示される部分７に位置し、制御装置１５はトランスポンダ１と通信可能である。トランスポンダ１からの第１探索距離として潜水船１０が図６、図７に示される部分７に位置する場合でも上述と同様である。但し、潜水船１０が図７に示される部分７に位置しない場合、ステップＳ７１にて制御装置１５はトランスポンダ１と通信不可能であるものと判断して探索処理を終了する（この終了のステップは図示しない）。
【００６９】
このように、第３実施形態の位置更新方法の第３探索処理は、潜水船１０を航走させながら、トランスポンダ１と通信できるまで発信音波を送信し、トランスポンダ１からの応答音波を受信した地点で位置計測装置１２を旋回させて、制御装置１５が方位を計測する。これにより、潜水船１０の冗長な航走を第１実施形態、第２実施形態に比べて低減することができ、制御装置１５が第１実施形態、第２実施形態よりも迅速に潜水船１０の航路を修正することができる。このため、制御装置１５は、第１実施形態、第２実施形態よりも迅速に位置更新処理を行うことができる。
【００７０】
（第４実施形態）
第４実施形態の位置更新方法の探索処理（ステップＳ１００）として第４探索処理では、潜水船１０を航走させながら、トランスポンダ１と通信できるまで発信音波を送信し、トランスポンダ１からの応答音波を受信した地点で位置計測装置１２を旋回させないで、制御装置１５がトランスポンダ１と複数回通信して方位を計測することにより、制御装置１５が第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態よりも迅速に潜水船１０の航路を修正することができる。この第４探索処理について説明する。
【００７１】
図１１は、本発明の第４実施形態の位置更新方法における第４探索処理を示すフローチャートである。位置計測装置１２の制御装置１５は、潜水船１０を航走させながら、トランスポンダ１と通信できるまで発信音波が送信されるように音響ホーミングソナー１４の送信機１７を制御する。送信機１７は発信音波をトランスポンダ１に送信し続ける（ステップＳ８０）。トランスポンダ１は、発信音波に応答した場合、応答信号を送信する。制御装置１５は、トランスポンダ１からの応答音波が受信されるように音響ホーミングソナー１４の受信機１８を制御する。
【００７２】
受信機１８がトランスポンダ１からの応答音波を受信した場合（ステップＳ８１−ＹＥＳ）、トランスポンダ１からの第１探索距離として潜水船１０が図４に示される部分７に位置し、制御装置１５はトランスポンダ１と通信可能である。第２音波を受信した地点が、潜水船１０がトランスポンダ１から第１探索距離だけ離れている第１地点である。この場合、制御装置１５は、第１地点で位置計測装置１２を旋回させないでトランスポンダ１と通信する。制御装置１５は、トランスポンダ１に発信音波が送信されるように音響ホーミングソナー１４の送信機１７を制御する。送信機１７は発信音波をトランスポンダ１に送信する。トランスポンダ１は、発信音波に応答して応答信号を送信する。制御装置１５は、トランスポンダ１からの応答音波が受信されるように音響ホーミングソナー１４の受信機１８を制御する。受信機１８はトランスポンダ１からの応答音波を受信する。制御装置１５は、発信音波と応答音波とに基づいて、方位を計測して方位データを生成する（ステップＳ８２）。位置計測装置１２の旋回を行わずに方位を計測するには、測位可能な方位が第１探索処理、第２探索処理、第３探索処理における音響ホーミングソナー１４よりも充分に広い音響ホーミングソナー１４を用いることが好ましい。
【００７３】
制御装置１５は、方位データがｎ個ない場合（ステップＳ８３−ＮＯ）、ステップＳ８１に戻り、方位データがｎ個になるまで（ステップＳ８３−ＹＥＳ）、方位を計測して方位データを生成する。本実施例ではｎは予め定められた１以上の正数である。
ステップＳ８０〜Ｓ８３にて、制御装置１５は、ｎ個の方位データ｛Ｙ（ｊ）｜Ｙ（ｊ）＝Ｙ（１）、Ｙ（２）、…、Ｙ（ｎ）｝を生成する。方位データ｛Ｙ（ｊ）｝は、方位データＹ１、Ｙ２、…、Ｙｎで表され、方位データＹ１、Ｙ２、…、Ｙｎの順で生成される。その後、制御装置１５は、第１探索処理と同様にステップＳ５３〜Ｓ５６を実行する。
【００７４】
一方、上述のステップＳ８０にて受信機１８がトランスポンダ１からの応答音波を受信できない場合（ステップＳ８１−ＮＯ）、制御装置１５は、トランスポンダ１と通信不可能である。この場合、第１地点から、潜水船１０がトランスポンダ１から第２探索距離だけ離れている第２地点まで潜水船１０が航走したとき、制御装置１５は、その第２探索距離を第１探索距離と仮定し、第２地点を第１地点と仮定して（ステップＳ５７）、ステップＳ８０を実行する。ステップＳ８１にて受信機１８がトランスポンダ１からの応答音波を受信した場合、トランスポンダ１からの第１探索距離として潜水船１０が図５に示される部分７に位置し、制御装置１５はトランスポンダ１と通信可能である。トランスポンダ１からの第１探索距離として潜水船１０が図６、図７に示される部分７に位置する場合でも上述と同様である。但し、潜水船１０が図７に示される部分７に位置しない場合、ステップＳ８１にて制御装置１５はトランスポンダ１と通信不可能であるものと判断して探索処理を終了する（この終了のステップは図示しない）。
【００７５】
このように、第４実施形態の位置更新方法の第４探索処理では、潜水船１０を航走させながら、トランスポンダ１と通信できるまで発信音波を送信し、トランスポンダ１からの応答音波を受信した地点で位置計測装置１２を旋回させないで、制御装置１５がトランスポンダ１と複数回通信して方位を計測する。これにより、制御装置１５が第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態よりも迅速に潜水船１０の航路を修正することができる。このため、制御装置１５は、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態よりも迅速に位置更新処理を行うことができる。位置計測装置１２の旋回を行わずに方位を計測するには、第１探索処理、第２探索処理、第３探索処理における音響ホーミングソナー１４よりも測位可能な方位が充分に広い音響ホーミングソナー１４を用いることが好ましい。
【００７６】
（第５実施形態）
第５実施形態の位置更新方法の位置更新処理（ステップＳ２００）として第２位置更新処理では、図１５に示されるように、潜水船１０をトランスポンダ（例えばトランスポンダ１）に近づかせながら、算出結果ＩＮＳＮを複数回補正して、補正される算出結果ＩＮＳの精度を向上させる。この第２位置更新処理について説明する。
【００７７】
図１６は、本発明の第５実施形態の位置更新方法における第２位置更新処理を示すフローチャートである。位置計測装置１２の制御装置１５は、第１位置更新処理（ステップＳ１〜Ｓ１４）を実行する。ステップＳ１４の実行後、制御装置１５は、ステップＳ１２にて補正された算出結果ＩＮＳ１６（潜水船１０の現在の位置６）からトランスポンダ１までの補正距離を算出する（ステップＳ１５）。制御装置１５は、ステップＳ１５にて算出された補正距離が、トランスポンダ１から離れた設定距離Ｌ２より短いか否かを調べる（ステップＳ１６）。この設定距離Ｌ２は、トランスポンダ１を中心とした円の半径に相当する。
【００７８】
ステップＳ１５にて算出された補正距離が設定距離Ｌ２より短いとき（補正距離が設定距離Ｌ２以下であるとき、又は、補正距離が設定距離Ｌ２未満であるとき）（ステップＳ１６−ＹＥＳ）、制御装置１５は、第２位置更新処理を終了する。
一方、ステップＳ１５にて算出された補正距離が設定距離Ｌ２より長いとき（ステップＳ１６−ＮＯ）、制御装置１５は、上述の第１位置更新処理に戻り（ステップＳ１に戻り）、第２位置更新処理を継続する。
【００７９】
このように、第５実施形態の位置更新方法の第２位置更新処理は、第１位置更新処理の効果に加えて、潜水船１０をトランスポンダ（トランスポンダ１）に近づかせながら、制御装置１５が算出結果ＩＮＳＮを複数回補正することにより、慣性航法装置１１は、潜水船１０の現在の位置６を第１実施形態（第１位置更新処理）より更に正確に更新することができる。
【００８０】
（第６実施形態）
第６実施形態の位置更新方法の位置更新処理（ステップＳ２００）として第３位置更新処理では、算出結果ＩＮＳＮを複数回補正し、算出結果ＩＮＳを補正するに従い設定距離Ｌ１を短くして、補正される算出結果ＩＮＳの精度を更に向上させる。この第３位置更新処理について説明する。
【００８１】
図１７は、本発明の第６実施形態の位置更新方法における第３位置更新処理を示すフローチャートである。位置計測装置１２の制御装置１５は、第１位置更新処理（ステップＳ１〜Ｓ１４）を実行する。ステップＳ１４の実行後、制御装置１５は、ステップＳ１２にて補正された算出結果ＩＮＳ１６（潜水船１０の現在の位置６）からトランスポンダ１までの距離を算出する（ステップＳ１５）。制御装置１５は、ステップＳ１５にて算出された距離が、トランスポンダ１から離れた設定距離Ｌ２より短いか否かを調べる（ステップＳ１６）。
【００８２】
ステップＳ１５にて算出された距離が設定距離Ｌ２より短いとき（距離が設定距離Ｌ２以下であるとき、又は、距離が設定距離Ｌ２未満であるとき）（ステップＳ１６−ＹＥＳ）、制御装置１５は、第３位置更新処理を終了する。
一方、ステップＳ１５にて算出された距離が設定距離Ｌ２より長いとき（ステップＳ１６−ＮＯ）、制御装置１５は、設定距離Ｌ１から、設定距離Ｌ１より短い距離αを引いた距離を設定距離Ｌ１とする（ステップＳ１７）。制御装置１５は、設定距離Ｌ１が距離αより長い場合（ステップＳ１８−ＹＥＳ）、ステップＳ１に戻り、位置計測処理を継続する。制御装置１５は、設定距離Ｌ１が距離αより短い場合（ステップＳ１８−ＮＯ）、設定距離Ｌ１を距離αとして（ステップＳ１９）、上述の第１位置更新処理に戻り（ステップＳ１に戻り）、第３位置更新処理を継続する。
【００８３】
このように、第６実施形態の位置更新方法の第３位置更新処理は、第１位置更新処理、第２位置更新処理の効果に加えて、潜水船１０をトランスポンダ（トランスポンダ１）に近づかせながら、制御装置１５が算出結果ＩＮＳＮを複数回補正し、算出結果ＩＮＳＮを補正するに従い設定距離Ｌ１を短くすることにより、慣性航法装置１１は、潜水船１０の現在の位置６を第１位置更新処理、第２位置更新処理より更に正確に更新することができる。
【００８４】
（第７実施形態）
第７実施形態の位置更新方法の位置更新処理（ステップＳ２００）として第４位置更新処理では、第２位置更新処理、第３位置更新処理で第１位置更新処理を複数回実行する前に（算出結果ＩＮＳＮを複数回補正する前に）設定距離Ｌ２を可変する。
【００８５】
図１９は、本発明の第７実施形態の位置更新方法における第４位置更新処理を示すフローチャートである。潜水船１０が現在向かっているトランスポンダがトランスポンダ１であり、次に潜水船１０が向かうトランスポンダがトランスポンダ２である場合、トランスポンダ１からトランスポンダ２までの距離が基準よりも長いものとする。この場合、補正される算出結果ＩＮＳの精度を上げる必要があるため、制御装置１５は、設定距離Ｌ２を短くする。この設定距離Ｌ２は、トランスポンダ１を中心とした円の半径に相当する。
【００８６】
一方、潜水船１０が現在向かっているトランスポンダがトランスポンダ２であり、次に潜水船１０が向かうトランスポンダがトランスポンダ３である場合、トランスポンダ２からトランスポンダ３までの距離が基準よりも短いものとする。この場合、補正される算出結果ＩＮＳの精度を上げる必要がさほどないため、制御装置１５は、設定距離Ｌ２を長くする。この設定距離Ｌ２は、トランスポンダ２を中心とした円の半径に相当し、潜水船１０は、トランスポンダ２にあまり近づく必要がなく、航走距離のロスが少ない。この第３位置更新処理について図１９を参照して説明する。
【００８７】
図１９に示されるように、制御装置１５は、潜水船１０が現在向かっているトランスポンダから、次に潜水船１０が向かうトランスポンダまでの距離を算出する（ステップＳ２０）。制御装置１５は、ステップＳ２０にて算出された距離が基準より長いか否かを調べる（ステップＳ２１）。
【００８８】
潜水船１０が現在向かっているトランスポンダがトランスポンダ１であり、次に潜水船１０が向かうトランスポンダがトランスポンダ２である場合、ステップＳ２０にて算出された距離が基準より長い（ステップＳ２１−ＹＥＳ）。このため、制御装置１５は、トランスポンダ１の設定距離Ｌ２から、その設定距離Ｌ２より短い距離βを引いた距離を設定距離Ｌ２とし（ステップＳ２５）、設定された処理（上述の第２位置更新処理又は第３位置更新処理）を実行する。
このように、第７実施形態の位置更新方法の第４位置更新処理は、トランスポンダ１からトランスポンダ２までの距離が長い場合、トランスポンダ１の設定距離Ｌ２を短くすることにより、潜水船１０の現在の位置６を第２位置更新処理、第３位置更新処理より更に正確に更新することができる。
【００８９】
潜水船１０が現在向かっているトランスポンダがトランスポンダ２であり、次に潜水船１０が向かうトランスポンダがトランスポンダ３である場合、ステップＳ２０にて算出された距離が基準より短い（ステップＳ２１−ＮＯ、ステップＳ２２−ＹＥＳ）。このため、制御装置１５は、トランスポンダ２の設定距離Ｌ２に、その設定距離Ｌ２より短い距離βを足した距離を設定距離Ｌ２とし（ステップＳ２４）、設定された処理（上述の第２位置更新処理又は第３位置更新処理）を実行する。
このように、第７実施形態の位置更新方法の第４位置更新処理は、トランスポンダ２からトランスポンダ３までの距離が短い場合、トランスポンダ２の設定距離Ｌ２を長くすることにより、潜水船１０がトランスポンダ２にあまり近づく必要がなく、潜水船１０が航走する距離のロスを少なくすることができる。
【００９０】
潜水船１０が現在向かっているトランスポンダがトランスポンダ３であり、次に潜水船１０が向かうトランスポンダ（図示しない）からトランスポンダ３までの距離と基準とが概ね同じである場合（ステップＳ２１−ＮＯ、ステップＳ２２−ＮＯ）、制御装置１５は、設定距離Ｌ２を可変しないで（ステップＳ２３）、設定された処理（第２位置更新処理又は第３位置更新処理）を実行する。この設定距離Ｌ２は、トランスポンダ３を中心とした円の半径に相当する。
【００９１】
これにより、第７実施形態の位置更新方法の第４位置更新処理は、第２位置更新処理、第３位置更新処理の効果に加えて、制御装置１５が設定距離Ｌ２を可変することにより、慣性航法装置１１は、潜水船１０の現在の位置６を第２位置更新処理、第３位置更新処理より更に正確に更新することができる。
【００９２】
【発明の効果】
本発明の位置更新方法は、潜水船１０の現在の位置を補正して更新する処理（位置更新処理）を行うときに、潜水船１０の冗長な航走を低減することができる。
本発明の位置更新方法は、潜水船１０の現在の位置６を正確に更新することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の位置更新方法を説明するための図である。
【図２】図２は、本発明の位置更新方法に適用される潜水船の構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の位置更新方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の位置更新方法における探索処理を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明の位置更新方法における探索処理を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の位置更新方法における探索処理を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明の位置更新方法における探索処理を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の第１実施形態の位置更新方法における第１探索処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の第２実施形態の位置更新方法における第２探索処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の第３実施形態の位置更新方法における第３探索処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の第４実施形態の位置更新方法における第４探索処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態の位置更新方法における第１位置更新処理を説明するための図である。
【図１３】図１３は、本発明の第１実施形態の位置更新方法における第１位置更新処理を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本発明の第１実施形態の位置更新方法における第１位置更新処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、本発明の第５実施形態の位置更新方法における第２位置更新処理を説明するための図である。
【図１６】図１６は、本発明の第５実施形態の位置更新方法における第２位置更新処理を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、本発明の第６実施形態の位置更新方法における第３位置更新処理を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、本発明の第７実施形態の位置更新方法における第４位置更新処理を説明するための図である。
【図１９】図１９は、本発明の第７実施形態の位置更新方法における第４位置更新処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１、２、３　　トランスポンダ
６　　現在の位置
１０　　潜水船
１１　　慣性航法装置
１２　　位置計測装置
１３　　ジャイロ装置
１４　　音響ホーミングソナー
１５　　制御装置
１６　　表示装置
１７　　送信機
１８　　受信機
１９　　プログラム
Ａ　　推定位置
Ｂ　　誤差
Ｃ　　補正位置
ＩＮＳ　　算出結果
Ｓｎｄ　　測位結果
Ｐｏｓ　　修正位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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