(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観測海域の海中に敷設した１ないし複数の海中センサそれぞれによって観測したセンサデータを、陸上の基地局に対して、当該基地局と海底ケーブルにより接続された海中通信ネットワーク端末を介して伝送する海中センサネットワークシステムであって、
前記海中センサは、観測海域に航空機から投下されることにより海中に敷設されるものであり、通信可能範囲内に存在する他の前記海中センサおよび／または前記海中通信ネットワーク端末と水中通信を可能とする水中無線機と、前記海中センサが投下後に開傘するパラシュートと、前記海中センサが着水した際に内蔵の海水電池によりエアボンベが作動してエアフロートにエアが墳入されることにより海面に浮上する浮上部と、前記浮上部に搭載される、現在位置を取得するＧＰＳ（Global Positioning System）と、前記浮上部に搭載される、前記海中センサが着水した際に、前記ＧＰＳが取得した当該海中センサの現在位置を、衛星を介して前記基地局に送信することが可能な衛星通信機と、前記浮上部とセンサ本体部分との間に設けられ、前記衛星通信機による当該海中センサの現在位置の送信を終了した際に、前記センサ本体部分を前記浮上部から切り離す敷設用切り離し装置と、を備え、
海中に敷設された前記海中センサが、前記水中無線機により、前記海中通信ネットワーク端末または他の前記海中センサとの間で、前記センスデータをはじめ任意のデータを送受信することが可能であることを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサの前記センサ本体部分として、前記水中通信機、海中の状態を観測する観測センサ、海底に着底させるアンカ、を少なくとも備え、前記海中センサが着水した際に、前記アンカの自重により前記センサ本体部分が前記浮上部から水中ケーブルにより吊下されて、海中に前記水中通信機、前記観測センサ、前記アンカが展張されることを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項３】
請求項２に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記アンカが、海水により腐食され易い材質の金属、または、漁礁として海中生物の棲息に適した形状からなる非腐食性の材料からなっていることを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項４】
請求項２または３に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサの前記センサ本体部分として、前記アンカが海底に着底した際に、少なくとも前記水中通信機と前記観測センサとを海中に浮上させる水中浮力体をさらに備えていることを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかに記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサの前記センサ本体部分として、該センサ本体部分が海中に沈降していく際に、水圧により少なくとも前記水中通信機と前記観測センサとに内部電源を接続する水圧スイッチをさらに備えていることを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項６】
請求項５に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、前記水圧スイッチにより前記内部電源が接続されることにより、前記海中センサの前記観測センサにより観測されたセンサデータを、あらかじめ定めた周期ごとに、あるいは、任意に指定された時点で、前記基地局と接続された前記海中通信ネットワーク端末を宛先として、前記水中通信機から送信する動作を開始することを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれかに記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサの前記センサ本体部分として、前記センサ本体部分の前記アンカと該アンカ以外のセンサ主要部分とを切り離す回収用切り離し装置をさらに備え、前記基地局からの回収命令を前記水中通信機により受信した際に、前記回収用切り離し装置を作動させて、前記センサ本体部分の前記センサ主要部分を、前記アンカから切り離し、前記水中浮力体により海面に浮上させることを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項８】
請求項７に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記水中浮力体に無線発信機をさらに備え、前記アンカから切り離されて前記センサ本体部分の前記センサ主要部分が海面に浮上した際に、該センサ主要部分の前記水中浮力体に備えられた前記無線発信機から無線発信することを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサの前記水中通信機に、船舶に対して水中信号を送信するトランスポンダ機能をさらに備え、前記海中センサの前記センサ本体部分の存在位置を、該トランスポンダ機能により船舶に通知することを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記基地局は、各前記海中センサの敷設位置に基づいて、各前記海中センサの前記水中通信機による水中通信が可能な通信可能範囲にある前記海中通信ネットワーク端末および／または他の前記海中センサとの間の通信ネットワークを、前記海中通信ネットワーク端末により近い前段側の前記海中センサから、前記海中通信ネットワーク端末からより遠い後段側の前記海中センサへと、ツリー状に位置付けをした通信マップとして作成して、作成した前記通信マップを、前記海中通信ネットワーク端末および前記海中センサに送信することを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記基地局が前記通信マップを作成する場合、前記海中センサの敷設海域における水温、海底地形を少なくとも含むデータを参照した水中音響伝搬シミュレーションに基づいて算出された水中通信可能限界と、前記海中通信ネットワーク端末および前記海中センサの位置情報とを参照して、作成することを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記基地局は、新たな前記海中センサが敷設される都度、あるいは、既設の前記海中センサが撤去される都度、前記通信マップの内容を更新し、更新した前記通信マップを、前記海中通信ネットワーク端末および前記海中センサに送信することを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項１３】
請求項１０ないし１２のいずれかに記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中通信ネットワーク端末は、前記基地局から受信した前記通信マップを記憶するとともに、さらに、受信した前記通信マップ上で後段に位置する前記海中センサが存在している場合には、受信した前記通信マップを、水中通信により送信することを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、前記水中通信機により受信した前記通信マップを記憶するとともに、さらに、受信した前記通信マップ上で後段に位置する前記海中センサが存在している場合には、受信した前記通信マップを、前記水中通信機により送信することを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項１５】
請求項１３に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、前記水中通信機により受信した前記通信マップを記憶するとともに、受信した前記通信マップ上で後段に位置する前記海中センサが存在していない場合には、当該海中センサまでのデータの伝送経路が確立したことを示す伝送経路確立データを、前記水中通信機により送信することを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、前記伝送経路確立データを受信した際に、記憶した前記通信マップ上で前段に位置する前記海中通信ネットワーク端末および／または前記海中センサが存在している場合、受信した前記伝送経路確立データを、前記水中通信機により送信することを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中通信ネットワーク端末は、前記基地局または他の前記海中通信ネットワーク端末から、指定した前記海中センサを宛先として該海中センサのセンサデータの送信を指示するセンサデータ送信指示コマンドを受信した際に、前記通信マップに基づいて、当該宛先の前記海中センサ、または、当該宛先の前記海中センサの前段に位置して、当該宛先の前記海中センサへの中継を行う他の前記海中センサを検索して、検索した前記海中センサに向かって、受信した前記センサデータ取得指示コマンドを、水中通信により送信することを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中通信ネットワーク端末は、前記センサデータ送信指示コマンドの送信後、宛先として指定した前記海中センサのセンサデータが返送されてくるまでに、あらかじめ定めた一定時間を越えた場合、当該宛先の前記海中センサへの別の伝送経路を前記通信マップに基づいて検索して、検索した別の伝送経路上の前記海中センサに向かって、前記センサデータ送信指示コマンドを、水中通信により送信し直すことを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、前記海中通信ネットワーク端末または他の前記海中センサから、宛先として指定した前記海中センサのセンサデータの送信を指示する前記センサデータ送信指示コマンドを前記水中通信機により受信した際に、当該海中センサが宛先として指定した前記海中センサに該当していない場合、前記通信マップに基づいて、宛先として指定した前記海中センサを、または、宛先として指定した前記海中センサの前段に位置して、宛先として指定した前記海中センサへの中継を行う他の前記海中センサを検索して、検索した前記海中センサに向かって、受信した前記センサデータ送信指示コマンドを、前記水中通信機により送信することを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項２０】
請求項１７または１８に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、前記海中通信ネットワーク端末または他の前記海中センサから、宛先として指定した前記海中センサのセンサデータの送信を指示する前記センサデータ送信指示コマンドを前記水中通信機により受信した際に、当該海中センサが宛先として指定した前記海中センサに該当している場合、当該海中センサにおける前記観測センサによりセンサデータを取得し、前記センサデータ送信指示コマンドを送信してきた前記海中通信ネットワーク端末または前記海中センサに向かって、取得した前記センスデータを含むセンサデータ返送データを、前記水中通信機により送信することを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項２１】
請求項２０に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、他の前記海中センサから、前記センスデータを含む前記センサデータ返送データを受信した際に、前記センサデータ返送データの送信元の前記海中センサに対する前記センサデータ送信指示コマンドを当該海中センサに送信してきた前記海中通信ネットワーク端末または前記海中センサに向かって、前記センサデータ返送データを、前記水中通信機により送信することを特徴とする海中センサネットワークシステム。
【請求項２２】
観測海域の海中に敷設した１ないし複数の海中センサそれぞれによって観測したセンサデータを、陸上の基地局に対して、当該基地局と海底ケーブルにより接続された海中通信ネットワーク端末を介して伝送する海中センサネットワーク構成方法であって、
前記海中センサを、航空機から前記海中センサを観測海域に投下して海中に敷設し、かつ、海中に敷設された後、前記海中センサに備えた水中通信機により、通信可能範囲内に存在する他の前記海中センサまたは前記海中通信ネットワーク端末と水中通信して、前記センスデータをはじめ任意のデータを送受信することが可能であり、
前記海中センサに備えたパラシュートが航空機から投下後に開傘して降下速度を減速し、前記海中センサが着水した際に、前記海中センサに備えたエアフロートを有する浮上部が、内蔵の海水電池により作動したエアボンベから前記エアフロートにエアが噴入されることにより海面に浮上するステップと、
前記海中センサが着水した際に、前記海中センサの前記浮上部に備えたＧＰＳ（Global Positioning System）により取得した当該海中センサの現在位置を、衛星を介して、前記基地局に送信するステップと、
前記海中センサの前記センサ本体部分として、前記水中通信機、海中の状態を観測する観測センサ、海底に着底させるアンカ、を少なくとも備え、前記海中センサが着水した際に、前記アンカの自重により前記センサ本体部分が前記浮上部から水中ケーブルにより吊下されて、海中に前記水中通信機、前記観測センサ、前記アンカが展張されるステップと、
前記海中センサの現在位置の送信が終了した際に、前記海中センサの前記浮上部とセンサ本体部分との間に備えた敷設用切り離し装置を作動させて、前記センサ本体部分を前記浮上部から切り離すステップと、
前記海中センサの前記センサ本体部分が海中に沈降していく際の水圧を利用して、少なくとも前記水中通信機と前記観測センサとに内部電源を接続するステップと、
を備えることを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記アンカが、海水により腐食され易い材質の金属、または、漁礁として海中生物の棲息に適した形状からなる非腐食性の材料からなっていることを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項２４】
請求項２２または２３に記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサの前記センサ本体部分としてさらに備えている水中浮力体により、前記アンカが海底に着底した際に、少なくとも前記水中通信機と前記観測センサとを海中に浮上させることを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項２５】
請求項２２ないし２４のいずれかに記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサは、前記水圧を利用して前記内部電源が接続されることにより、前記海中センサの前記観測センサにより観測されたセンサデータを、あらかじめ定めた周期ごとに、あるいは、任意に指定された時点で、前記基地局と接続された前記海中通信ネットワーク端末を宛先として、前記水中通信機から送信する動作を開始することを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項２６】
請求項２４または２５に記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記基地局からの回収命令を前記水中通信機により受信した際に、前記海中センサの前記センサ本体部分としてさらに備えている回収用切り離し装置により、前記センサ本体部分の前記アンカ以外のセンサ主要部分を、前記アンカから切り離し、前記水中浮力体により海面に浮上させることを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記アンカから切り離されて前記センサ本体部分の前記センサ主要部分が海面に浮上した際に、該センサ主要部分の前記水中浮力体にさらに備えている無線発信機から、無線発信することを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項２８】
請求項２２ないし２７のいずれかに記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサの前記水中通信機にさらに備えているトランスポンダ機能により、前記海中センサの前記センサ本体部分の存在位置を示す水中信号を、船舶に通知することを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項２９】
請求項２２ないし２８のいずれかに記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記基地局は、各前記海中センサの敷設位置に基づいて、各前記海中センサの前記水中通信機による水中通信が可能な通信可能範囲にある前記海中通信ネットワーク端末および／または他の前記海中センサとの間の通信ネットワークを、前記海中通信ネットワーク端末により近い前段側の前記海中センサから、前記海中通信ネットワーク端末からより遠い後段側の前記海中センサへと、ツリー状に位置付けをした通信マップとして作成して、作成した前記通信マップを、前記海中通信ネットワーク端末および前記海中センサに送信することを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記基地局が、前記海中センサの敷設海域における水温、海底地形を少なくとも含むデータを参照した水中音響伝搬シミュレーションに基づいて算出された水中通信可能限界と、前記海中通信ネットワーク端末および前記海中センサの位置情報とを参照して、前記通信マップを作成することを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項３１】
請求項２９または３０に記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記基地局は、新たな前記海中センサが敷設される都度、あるいは、既設の前記海中センサが撤去される都度、前記通信マップの内容を更新し、更新した前記通信マップを、前記海中通信ネットワーク端末および前記海中センサに送信することを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項３２】
請求項２９ないし３１のいずれかに記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中通信ネットワーク端末は、前記基地局から受信した前記通信マップを記憶するとともに、さらに、受信した前記通信マップ上で後段に位置する前記海中センサが存在している場合には、受信した前記通信マップを、水中通信により送信することを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項３３】
請求項３２に記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサは、前記水中通信機により受信した前記通信マップを記憶するとともに、さらに、受信した前記通信マップ上で後段に位置する前記海中センサが存在している場合には、受信した前記通信マップを、前記水中通信機により送信することを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項３４】
請求項３２に記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサは、前記水中通信機により受信した前記通信マップを記憶するとともに、受信した前記通信マップ上で後段に位置する前記海中センサが存在していない場合には、当該海中センサまでのデータの伝送経路が確立したことを示す伝送経路確立データを、前記水中通信機により送信することを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサは、前記伝送経路確立データを受信した際に、記憶した前記通信マップ上で前段に位置する前記海中通信ネットワーク端末および／または前記海中センサが存在している場合、受信した前記伝送経路確立データを、前記水中通信機により送信することを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項３６】
請求項３５に記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中通信ネットワーク端末は、前記基地局または他の前記海中通信ネットワーク端末から、指定した前記海中センサを宛先として該海中センサのセンサデータの送信を指示するセンサデータ送信指示コマンドを受信した際に、前記通信マップに基づいて、当該宛先の前記海中センサ、または、当該宛先の前記海中センサの前段に位置して、当該宛先の前記海中センサへの中継を行う他の前記海中センサを検索して、検索した前記海中センサに向かって、受信した前記センサデータ取得指示コマンドを、水中通信により送信することを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項３７】
請求項３６に記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中通信ネットワーク端末は、前記センサデータ送信指示コマンドの送信後、宛先として指定した前記海中センサのセンサデータが返送されてくるまでに、あらかじめ定めた一定時間を越えた場合、当該宛先の前記海中センサへの別の伝送経路を前記通信マップに基づいて検索して、検索した別の伝送経路上の前記海中センサに向かって、前記センサデータ送信指示コマンドを、水中通信により送信し直すことを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項３８】
請求項３６または３７に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、前記海中通信ネットワーク端末または他の前記海中センサから、宛先として指定した前記海中センサのセンサデータの送信を指示する前記センサデータ送信指示コマンドを前記水中通信機により受信した際に、当該海中センサが宛先として指定した前記海中センサに該当していない場合、前記通信マップに基づいて、宛先として指定した前記海中センサを、または、宛先として指定した前記海中センサの前段に位置して、宛先として指定した前記海中センサへの中継を行う他の前記海中センサを検索して、検索した前記海中センサに向かって、受信した前記センサデータ送信指示コマンドを、前記水中通信機により送信することを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項３９】
請求項３６または３７に記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサは、前記海中通信ネットワーク端末または他の前記海中センサから、宛先として指定した海中センサのセンサデータの送信を指示する前記センサデータ送信指示コマンドを前記水中通信機により受信した際に、当該海中センサが宛先として指定した前記海中センサに該当している場合、当該海中センサにおける前記観測センサによりセンサデータを取得し、前記センサデータ送信指示コマンドを送信してきた前記海中通信ネットワーク端末または前記海中センサに向かって、取得した前記センスデータを含むセンサデータ返送データを、前記水中通信機により送信することを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【請求項４０】
請求項３９に記載の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサは、他の前記海中センサから、前記センスデータを含む前記センサデータ返送データを受信した際に、前記センサデータ返送データの送信元の前記海中センサに対する前記センサデータ送信指示コマンドを当該海中センサに送信してきた前記海中通信ネットワーク端末または前記海中センサに向かって、前記センサデータ返送データを、前記水中通信機により送信することを特徴とする海中センサネットワーク構成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海中センサネットワークシステムおよび海中センサネットワーク構成方法に関し、特に、海中センサネットワークシステムにおける海中センサの敷設・回収方法、海中センサが収集したセンサデータの収集方法を実現する海中センサネットワークシステムおよび海中センサネットワーク構成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の海中センサのデータ取得方法を、図５を参照して説明する。図５に示すように、従来は、海中の状況を観測するための海中センサは、海中通信ネットワーク端末５として、海中ネットワーク４を形成する海底ケーブルに固定して敷設する固定方式か、もしくは、海中ネットワーク４の要所に配置した海中通信ネットワーク端末５との間で水中通信が可能なタイプの海中センサを、作業船によって投下して敷設する方式のいずれかを採用していた。
【０００３】
また、従来の無線信号を用いた中継経路の確立技術として、特許文献１に示す特開２００５−３２３２１９号公報「無線通信装置および無線通信ネットワークシステム」には、無線信号の指向性を利用した中継経路の確立技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００５−３２３２１９号公報（第５−７頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の海中センサのデータ取得方法においては、次のような課題がある。
【０００５】
第１の課題は、海底ケーブルによる固定方式の場合、敷設が非常に大掛かりな作業となり、敷設コストが膨大になるということにある。さらに、海底ケーブルによる固定方式は、海中センサが不要になったり、観測位置を変更したり、センサ電源が無くなって海中センサを交換したい場合などにおいて、海中に敷設した海中センサを引き上げる回収作業が、非常に困難になっている。
【０００６】
第２の課題は、水中通信可能型の場合、観測場所近傍まで作業船を移動させて作業船による敷設が必要となるということにある。さらに、水中通信可能型の場合は、海中に敷設した海中センサを回収することができず、自沈するなど海洋に投棄されてしまう場合が多いなどの問題がある。
【０００７】
さらには、前記特許文献１のような指向性を有する通信技術を、水中においても採用しようとする場合、水中では、使用する環境の変化などの影響を受けて、不安定な通信となる可能性が高いという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、航空機から海中センサを所望の観測場所の海中に投下して、投下した海中センサが海中に自動的に敷設され、海中センサ間の水中通信によって観測したセンサデータを容易にかつ安定して取得することが可能で、さらに、海中センサの主要部分を確実に回収可能な海中センサネットワークシステムおよび海中センサネットワーク構成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の課題を解決するため、本発明による海中センサネットワークシステムおよび海中センサネットワーク構成方法は、次のような特徴的な構成を採用している。
【００１０】
（１）観測海域の海中に敷設した１ないし複数の海中センサそれぞれによって観測したセンサデータを、陸上の基地局に対して、当該基地局と海底ケーブルにより接続された海中通信ネットワーク端末を介して伝送する海中センサネットワークシステムであって、前記海中センサは、観測海域に航空機から投下されることにより海中に敷設されるものであり、かつ、前記海中センサに、通信可能範囲内に存在する他の前記海中センサおよび／または前記海中通信ネットワーク端末と水中通信を可能とする水中無線機を備え、海中に敷設された前記海中センサが、前記水中無線機により、前記海中通信ネットワーク端末または他の前記海中センサとの間で、前記センスデータをはじめ任意のデータを送受信することが可能である海中センサネットワークシステム。
（２）上記（１）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサに、パラシュートとエアフロートを有する浮上部とをさらに備え、観測海域に航空機から投下後に、前記パラシュートが開傘し、着水時に内蔵の海水電池によりエアボンベが作動して前記エアフロートにエアが噴入されることにより前記浮上部が海面に浮上する海中センサネットワークシステム。
（３）上記（２）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサの前記浮上部に、現在位置を取得するＧＰＳ（Global Positioning System）と前記現在位置を衛星を介して送信することが可能な衛星通信機とを備え、前記海中センサが着水した際に、前記ＧＰＳが取得した当該海中センサの現在位置を、前記衛星通信機により前記基地局に送信する海中センサネットワークシステム。
（４）上記(３)の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサの前記浮上部とセンサ本体部分との間に、前記センサ本体部分を前記浮上部から切り離す敷設用切り離し装置を備え、前記衛星通信機による当該海中センサの現在位置の送信を終了した際に、前記敷設用切り離し装置を作動させて、前記センサ本体部分を前記浮上部から切り離す海中センサネットワークシステム。
（５）上記（４）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサの前記センサ本体部分として、前記水中通信機、海中の状態を観測する観測センサ、海底に着底させるアンカ、を少なくとも備え、前記海中センサが着水した際に、前記アンカの自重により前記センサ本体部分が前記浮上部から水中ケーブルにより吊下されて、海中に前記水中通信機、前記観測センサ、前記アンカが展張される海中センサネットワークシステム。
（６）上記（５）に記載の海中センサネットワークシステムにおいて、前記アンカが、海水により腐食され易い材質の金属、または、漁礁として海中生物の棲息に適した形状からなる非腐食性の材料からなっている海中センサネットワークシステム。
（７）上記（５）または（６）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサの前記センサ本体部分として、前記アンカが海底に着底した際に、少なくとも前記水中通信機と前記観測センサとを海中に浮上させる水中浮力体をさらに備えている海中センサネットワークシステム。
（８）上記（５）ないし（７）のいずれかの海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサの前記センサ本体部分として、該センサ本体部分が海中に沈降していく際に、水圧により少なくとも前記水中通信機と前記観測センサとに内部電源を接続する水圧スイッチをさらに備えている海中センサネットワークシステム。
（９）上記（８）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、前記水圧スイッチにより前記内部電源が接続されることにより、前記海中センサの前記観測センサにより観測されたセンサデータを、あらかじめ定めた周期ごとに、あるいは、任意に指定された時点で、前記基地局と接続された前記海中通信ネットワーク端末を宛先として、前記水中通信機から送信する動作を開始する海中センサネットワークシステム。
（１０）上記（７）ないし（９）のいずれかの海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサの前記センサ本体部分として、前記センサ本体部分の前記アンカと該アンカ以外のセンサ主要部分とを切り離す回収用切り離し装置をさらに備え、前記基地局からの回収命令を前記水中通信機により受信した際に、前記回収用切り離し装置を作動させて、前記センサ本体部分の前記センサ主要部分を、前記アンカから切り離し、前記水中浮力体により海面に浮上させる海中センサネットワークシステム。
（１１）上記（１０）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記水中浮力体に無線発信機をさらに備え、前記アンカから切り離されて前記センサ本体部分の前記センサ主要部分が海面に浮上した際に、該センサ主要部分の前記水中浮力体に備えられた前記無線発信機から無線発信する海中センサネットワークシステム。
（１２）上記（１）ないし（１１）のいずれかの海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサの前記水中通信機に、船舶に対して水中信号を送信するトランスポンダ機能をさらに備え、前記海中センサの前記センサ本体部分の存在位置を、該トランスポンダ機能により船舶に通知する海中センサネットワークシステム。
（１３）上記（１）ないし（１２）のいずれかの海中センサネットワークシステムにおいて、前記基地局は、各前記海中センサの敷設位置に基づいて、各前記海中センサの前記水中通信機による水中通信が可能な通信可能範囲にある前記海中通信ネットワーク端末および／または他の前記海中センサとの間の通信ネットワークを、前記海中通信ネットワーク端末により近い前段側の前記海中センサから、前記海中通信ネットワーク端末からより遠い後段側の前記海中センサへと、ツリー状に位置付けをした通信マップとして作成して、作成した前記通信マップを、前記海中通信ネットワーク端末および前記海中センサに送信する海中センサネットワークシステム。
（１４）上記（１３）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記基地局が前記通信マップを作成する場合、前記海中センサの敷設海域における水温、海底地形を少なくとも含むデータを参照した水中音響伝搬シミュレーションに基づいて算出された水中通信可能限界と、前記海中通信ネットワーク端末および前記海中センサの位置情報とを参照して、作成する海中センサネットワークシステム。
（１５）上記（１３）または（１４）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記基地局は、新たな前記海中センサが敷設される都度、あるいは、既設の前記海中センサが撤去される都度、前記通信マップの内容を更新し、更新した前記通信マップを、前記海中通信ネットワーク端末および前記海中センサに送信する海中センサネットワークシステム。
（１６）上記（１３）ないし（１５）のいずれかの海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中通信ネットワーク端末は、前記基地局から受信した前記通信マップを記憶するとともに、さらに、受信した前記通信マップ上で後段に位置する前記海中センサが存在している場合には、受信した前記通信マップを、水中通信により送信する海中センサネットワークシステム。
（１７）上記（１６）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、前記水中通信機により受信した前記通信マップを記憶するとともに、さらに、受信した前記通信マップ上で後段に位置する前記海中センサが存在している場合には、受信した前記通信マップを、前記水中通信機により送信する海中センサネットワークシステム。
（１８）上記（１６）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、前記水中通信機により受信した前記通信マップを記憶するとともに、受信した前記通信マップ上で後段に位置する前記海中センサが存在していない場合には、当該海中センサまでのデータの伝送経路が確立したことを示す伝送経路確立データを、前記水中通信機により送信する海中センサネットワークシステム。
（１９）上記（１８）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、前記伝送経路確立データを受信した際に、記憶した前記通信マップ上で前段に位置する前記海中通信ネットワーク端末および／または前記海中センサが存在している場合、受信した前記伝送経路確立データを、前記水中通信機により送信する海中センサネットワークシステム。
（２０）上記（１９）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中通信ネットワーク端末は、前記基地局または他の前記海中通信ネットワーク端末から、指定した前記海中センサを宛先として該海中センサのセンサデータの送信を指示するセンサデータ送信指示コマンドを受信した際に、前記通信マップに基づいて、当該宛先の前記海中センサ、または、当該宛先の前記海中センサの前段に位置して、当該宛先の前記海中センサへの中継を行う他の前記海中センサを検索して、検索した前記海中センサに向かって、受信した前記センサデータ取得指示コマンドを、水中通信により送信する海中センサネットワークシステム。
（２１）上記（２０）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中通信ネットワーク端末は、前記センサデータ送信指示コマンドの送信後、宛先として指定した前記海中センサのセンサデータが返送されてくるまでに、あらかじめ定めた一定時間を越えた場合、当該宛先の前記海中センサへの別の伝送経路を前記通信マップに基づいて検索して、検索した別の伝送経路上の前記海中センサに向かって、前記センサデータ送信指示コマンドを、水中通信により送信し直す海中センサネットワークシステム。
（２２）上記（２０）または（２１）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、前記海中通信ネットワーク端末または他の前記海中センサから、宛先として指定した前記海中センサのセンサデータの送信を指示する前記センサデータ送信指示コマンドを前記水中通信機により受信した際に、当該海中センサが宛先として指定した前記海中センサに該当していない場合、前記通信マップに基づいて、宛先として指定した前記海中センサを、または、宛先として指定した前記海中センサの前段に位置して、宛先として指定した前記海中センサへの中継を行う他の前記海中センサを検索して、検索した前記海中センサに向かって、受信した前記センサデータ送信指示コマンドを、前記水中通信機により送信する海中センサネットワークシステム。
（２３）上記（２０）または（２１）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、前記海中通信ネットワーク端末または他の前記海中センサから、宛先として指定した前記海中センサのセンサデータの送信を指示する前記センサデータ送信指示コマンドを前記水中通信機により受信した際に、当該海中センサが宛先として指定した前記海中センサに該当している場合、当該海中センサにおける前記観測センサによりセンサデータを取得し、前記センサデータ送信指示コマンドを送信してきた前記海中通信ネットワーク端末または前記海中センサに向かって、取得した前記センスデータを含むセンサデータ返送データを、前記水中通信機により送信する海中センサネットワークシステム。
（２４）上記（２３）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、他の前記海中センサから、前記センスデータを含む前記センサデータ返送データを受信した際に、前記センサデータ返送データの送信元の前記海中センサに対する前記センサデータ送信指示コマンドを当該海中センサに送信してきた前記海中通信ネットワーク端末または前記海中センサに向かって、前記センサデータ返送データを、前記水中通信機により送信する海中センサネットワークシステム。
（２５）観測海域の海中に敷設した１ないし複数の海中センサそれぞれによって観測したセンサデータを、陸上の基地局に対して、当該基地局と海底ケーブルにより接続された海中通信ネットワーク端末を介して伝送する海中センサネットワーク構成方法であって、前記海中センサを、航空機から前記海中センサを観測海域に投下して海中に敷設し、かつ、海中に敷設された後、前記海中センサに備えた水中通信機により、通信可能範囲内に存在する他の前記海中センサまたは前記海中通信ネットワーク端末と水中通信して、前記センスデータをはじめ任意のデータを送受信することが可能である海中センサネットワーク構成方法。
（２６）上記（２５）の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサに備えたパラシュートが航空機から投下後に開傘して降下速度を減速し、前記海中センサの着水時に、前記海中センサに備えたエアフロートを有する浮上部が、内蔵の海水電池により作動したエアボンベから前記エアフロートにエアが噴入されることにより海面に浮上する海中センサネットワーク構成方法。
（２７）上記（２６）の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサが着水した際に、前記海中センサの前記浮上部に備えたＧＰＳ（Global Positioning System）により取得した当該海中センサの現在位置を、衛星を介して、前記基地局に送信する海中センサネットワーク構成方法。
（２８）上記（２７）の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサの現在位置の送信を終了した際に、前記海中センサの前記浮上部とセンサ本体部分との間に備えた敷設用切り離し装置を作動させて、前記センサ本体部分を前記浮上部から切り離す海中センサネットワーク構成方法。
（２９）上記（２８）の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサの前記センサ本体部分として、前記水中通信機、海中の状態を観測する観測センサ、海底に着底させるアンカ、を少なくとも備え、前記海中センサが着水した際に、前記アンカの自重により前記センサ本体部分が前記浮上部から水中ケーブルにより吊下されて、海中に前記水中通信機、前記観測センサ、前記アンカが展張される海中センサネットワーク構成方法。
（３０）上記（２９）の海中センサネットワーク構成方法において、前記アンカが、海水により腐食され易い材質の金属、または、漁礁として海中生物の棲息に適した形状からなる非腐食性の材料からなっている海中センサネットワーク構成方法。
（３１）上記（２９）または（２０）の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサの前記センサ本体部分としてさらに備えている水中浮力体により、前記アンカが海底に着底した際に、少なくとも前記水中通信機と前記観測センサとを海中に浮上させる海中センサネットワーク構成方法。
（３２）上記（２９）ないし（３１）のいずれかの海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサの前記センサ本体部分が海中に沈降していく際の水圧を利用して、少なくとも前記水中通信機と前記観測センサとに内部電源を接続する海中センサネットワーク構成方法。
（３３）上記（３２）の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサは、前記水圧を利用して前記内部電源が接続されることにより、前記海中センサの前記観測センサにより観測されたセンサデータを、あらかじめ定めた周期ごとに、あるいは、任意に指定された時点で、前記基地局と接続された前記海中通信ネットワーク端末を宛先として、前記水中通信機から送信する動作を開始する海中センサネットワーク構成方法。
（３４）上記（３１）ないし（３３）のいずれかの海中センサネットワーク構成方法において、前記基地局からの回収命令を前記水中通信機により受信した際に、前記海中センサの前記センサ本体部分としてさらに備えている回収用切り離し装置により、前記センサ本体部分の前記アンカ以外のセンサ主要部分を、前記アンカから切り離し、前記水中浮力体により海面に浮上させる海中センサネットワーク構成方法。
（３５）上記（３４）の海中センサネットワーク構成方法において、前記アンカから切り離されて前記センサ本体部分の前記センサ主要部分が海面に浮上した際に、該センサ主要部分の前記水中浮力体にさらに備えている無線発信機から、無線発信する海中センサネットワーク構成方法。
（３６）上記（２５）ないし（３５）のいずれかの海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサの前記水中通信機にさらに備えているトランスポンダ機能により、前記海中センサの前記センサ本体部分の存在位置を示す水中信号を、船舶に通知する海中センサネットワーク構成方法。
（３７）上記（２５）ないし（３６）のいずれかの海中センサネットワーク構成方法において、前記基地局は、各前記海中センサの敷設位置に基づいて、各前記海中センサの前記水中通信機による水中通信が可能な通信可能範囲にある前記海中通信ネットワーク端末および／または他の前記海中センサとの間の通信ネットワークを、前記海中通信ネットワーク端末により近い前段側の前記海中センサから、前記海中通信ネットワーク端末からより遠い後段側の前記海中センサへと、ツリー状に位置付けをした通信マップとして作成して、作成した前記通信マップを、前記海中通信ネットワーク端末および前記海中センサに送信する海中センサネットワーク構成方法。
（３８）上記（３７）の海中センサネットワーク構成方法において、前記基地局が、前記海中センサの敷設海域における水温、海底地形を少なくとも含むデータを参照した水中音響伝搬シミュレーションに基づいて算出された水中通信可能限界と、前記海中通信ネットワーク端末および前記海中センサの位置情報とを参照して、前記通信マップを作成する海中センサネットワーク構成方法。
（３９）上記（３７）または（３８）の海中センサネットワーク構成方法において、前記基地局は、新たな前記海中センサが敷設される都度、あるいは、既設の前記海中センサが撤去される都度、前記通信マップの内容を更新し、更新した前記通信マップを、前記海中通信ネットワーク端末および前記海中センサに送信する海中センサネットワーク構成方法。
（４０）上記（３７）ないし（３９）のいずれかの海中センサネットワーク構成方法において、前記海中通信ネットワーク端末は、前記基地局から受信した前記通信マップを記憶するとともに、さらに、受信した前記通信マップ上で後段に位置する前記海中センサが存在している場合には、受信した前記通信マップを、水中通信により送信する海中センサネットワーク構成方法。
（４１）上記（４０）の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサは、前記水中通信機により受信した前記通信マップを記憶するとともに、さらに、受信した前記通信マップ上で後段に位置する前記海中センサが存在している場合には、受信した前記通信マップを、前記水中通信機により送信する海中センサネットワーク構成方法。
（４２）上記（４０）の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサは、前記水中通信機により受信した前記通信マップを記憶するとともに、受信した前記通信マップ上で後段に位置する前記海中センサが存在していない場合には、当該海中センサまでのデータの伝送経路が確立したことを示す伝送経路確立データを、前記水中通信機により送信する海中センサネットワーク構成方法。
（４３）上記（４２）の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサは、前記伝送経路確立データを受信した際に、記憶した前記通信マップ上で前段に位置する前記海中通信ネットワーク端末および／または前記海中センサが存在している場合、受信した前記伝送経路確立データを、前記水中通信機により送信する海中センサネットワーク構成方法。
（４４）上記（４３）の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中通信ネットワーク端末は、前記基地局または他の前記海中通信ネットワーク端末から、指定した前記海中センサを宛先として該海中センサのセンサデータの送信を指示するセンサデータ送信指示コマンドを受信した際に、前記通信マップに基づいて、当該宛先の前記海中センサ、または、当該宛先の前記海中センサの前段に位置して、当該宛先の前記海中センサへの中継を行う他の前記海中センサを検索して、検索した前記海中センサに向かって、受信した前記センサデータ取得指示コマンドを、水中通信により送信する海中センサネットワーク構成方法。
（４５）上記（４４）の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中通信ネットワーク端末は、前記センサデータ送信指示コマンドの送信後、宛先として指定した前記海中センサのセンサデータが返送されてくるまでに、あらかじめ定めた一定時間を越えた場合、当該宛先の前記海中センサへの別の伝送経路を前記通信マップに基づいて検索して、検索した別の伝送経路上の前記海中センサに向かって、前記センサデータ送信指示コマンドを、水中通信により送信し直す海中センサネットワーク構成方法。
（４６）上記（４４）または（４５）の海中センサネットワークシステムにおいて、前記海中センサは、前記海中通信ネットワーク端末または他の前記海中センサから、宛先として指定した前記海中センサのセンサデータの送信を指示する前記センサデータ送信指示コマンドを前記水中通信機により受信した際に、当該海中センサが宛先として指定した前記海中センサに該当していない場合、前記通信マップに基づいて、宛先として指定した前記海中センサを、または、宛先として指定した前記海中センサの前段に位置して、宛先として指定した前記海中センサへの中継を行う他の前記海中センサを検索して、検索した前記海中センサに向かって、受信した前記センサデータ送信指示コマンドを、前記水中通信機により送信する海中センサネットワーク構成方法。
（４７）上記（４４）または（４５）の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサは、前記海中通信ネットワーク端末または他の前記海中センサから、宛先として指定した海中センサのセンサデータの送信を指示する前記センサデータ送信指示コマンドを前記水中通信機により受信した際に、当該海中センサが宛先として指定した前記海中センサに該当している場合、当該海中センサにおける前記観測センサによりセンサデータを取得し、前記センサデータ送信指示コマンドを送信してきた前記海中通信ネットワーク端末または前記海中センサに向かって、取得した前記センスデータを含むセンサデータ返送データを、前記水中通信機により送信する海中センサネットワーク構成方法。
（４８）上記（４７）の海中センサネットワーク構成方法において、前記海中センサは、他の前記海中センサから、前記センスデータを含む前記センサデータ返送データを受信した際に、前記センサデータ返送データの送信元の前記海中センサに対する前記センサデータ送信指示コマンドを当該海中センサに送信してきた前記海中通信ネットワーク端末または前記海中センサに向かって、前記センサデータ返送データを、前記水中通信機により送信する海中センサネットワーク構成方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の海中センサネットワークシステムおよび海中センサネットワーク構成方法によれば、以下のような効果を奏することができる。 
【００１２】
第１の効果は、海中センサの新設や追加が容易であり、所望の観測場所に容易に配置することができることにある。その理由は、海中センサを航空機から投下し、海底に自動的に敷設することができるためである。
【００１３】
第２の効果は、所望する任意の位置に敷設した海中センサのセンサデータを確実にかつ安定して収集することができることにある。その理由は、各海中センサは、近傍に敷設した海中センサ間あるいは海底ケーブルに固定配置した近傍の海中通信ネットワーク端末との間で水中通信が可能な水中通信機を保有しているためであり、海底ケーブルに固定配置した海中通信ネットワーク端末の水中通信機の通信可能範囲外の海中センサであっても、他の海中センサの中継により、最終的には、海中通信ネットワーク端末を介して陸上局（基地局）にセンサデータを収集することができるためである。
【００１４】
ここで、水中通信機は、水中の通信可能範囲内に存在する他の水中通信機や海底ケーブルに固定した海中通信ネットワーク端末との通信が確実に可能である。その理由は、海中センサの敷設すべき位置があらかじめ把握されており、かつ、実際に敷設した海中センサの現在位置を確認することができるので、水中通信経路として海域の環境を考慮してあらかじめ安定した経路を選択することができるためである。
【００１５】
第３の効果は、海中センサの主要部分を確実に回収することができることにある。その理由は、各海中センサには、回収用切り離し装置が備えられており、海中にあるセンサ本体部分が、陸上局（基地局）からの回収命令により制御されて、その主要部分を、海底に着底したアンカ部分から切り離して、水中浮上体により海面に浮上させることができるためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明による海中センサネットワークシステム、および、海中センサネットワーク構成方法の一例について、すなわち、海中センサの敷設・回収方法、海中センサが収集したセンサデータの収集方法の好適実施形態例について、添付図を参照して説明する。
【００１７】
（構成例）
本発明の海中センサネットワークシステムの構成について、その一例を図１に示す。図１に示すように、本発明の海中センサネットワークシステムの実施例においては、海中センサ１は、航空機１００から観測場所とすべき位置で海中に投下されるものであり、海中センサ１は、投下時に開傘するパラシュート１１と、投下後の海面に浮上して、当該海中センサ１の位置を伝送する浮上部１２と、当該海中センサ１により観測されたセンサデータ、その他の任意のデータを水中通信により伝送することが可能な水中通信機１７と、当該海中センサ１を回収するための回収用切り離し装置２２と、を少なくとも含んで構成されている。水中通信機１７は、他の海中センサ１の水中通信機１７との間、あるいは、海底ケーブルによる海中ネットワーク４を形成する海中通信ネットワーク端末５に設けられている水中通信機６との間で、無線信号として、センサデータを伝送することが可能なものであり、最終的に、陸上局（基地局）３に対して各海中センサ１からのセンサデータを送信することができる。
【００１８】
なお、図１の実施例においては、各海中センサ１を特定するＩＤ（センサ名）として１Ａ，１Ｂ，１Ｃが付与されている３つの海中センサ１が投下されており、海中ネットワーク４を形成する海中通信ネットワーク端末５を特定するＩＤ（端末名）としては、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅと５つの海中通信ネットワーク端末５が海底ケーブルで接続されている。
【００１９】
ここで、図１に示す本実施例では、海中センサ１Ａの水中通信機１７Ａは、海中通信ネットワーク端末５Ａの水中通信機６Ａと通信リンク５０１により、海中センサ１Ｂの水中通信機１７Ｂと通信リンク１０１により、それぞれ、無線信号で水中通信が可能とされており、また、海中センサ１Ｂの水中通信機１７Ｂは、海中センサ１Ａの水中通信機１７Ａと通信リンク１０１により、海中センサ１Ｃの水中通信機１７Ｃと通信リンク１０２により、海中通信ネットワーク端末５Ｂの水中通信機６Ｂと通信リンク５０２により、それぞれ、無線信号で水中通信が可能とされている。また、海中センサ１Ｃの水中通信機１７Ｃは、海中センサ１Ｂの水中通信機１７Ｂと通信リンク１０２により、水中通信が可能な通信可能範囲に敷設されている。
【００２０】
次に、図１の海中センサ１を構成する前述の各手段それぞれの概略動作について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の海中センサネットワークシステムにおける海中センサ１の概略動作を説明するための説明図である。
【００２１】
図２（Ａ）において、航空機１００から海中に海中センサ１が投下されると、図２（Ｂ）のように、パラシュート１１が開傘して減速し、図２（Ｃ）のように、海面に着水する。すると、図２（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、浮上部１２を海面に浮上させた状態で、海中センサ本体部分が水中ケーブル１３を介して海中へ展張されていく。図２(Ｅ)のように、浮上部１２は海面に浮上して、当該海中センサ１の海面位置すなわちセンサ敷設位置をＧＰＳ衛星１９からＧＰＳ信号を検知するＧＰＳ１２１により算出し、当該海中センサ１の現在位置情報を、衛星通信機１２２から通信衛星２を経由して、図２に図示していない陸上局（図１の陸上局３に相当する）に伝送する。
【００２２】
衛星通信機１２２から、当該海中センサ１の海面上の現在位置をセンサ敷設位置として陸上局３へ通信衛星２を介して通知する通信が完了すると、図２（Ｆ）に示すように、敷設用切り離し装置１５を作動させて、浮上部１２から切り離して、海中の状況を観測するセンサ関係の本体部分を、アンカ２３の自重により、水中へ沈降させる。この後、浮上部１２は、海面上を漂流する漂流状態になるが、ＧＰＳ１２１と衛星通信機１２２とにより、その現在位置が陸上局３において逐次把握されているため、船舶により浮上部１２を回収することが可能である。
【００２３】
また、図２（Ｆ）に示す状態において、敷設用切り離し装置１５の作動により浮上部１２から切り離されたセンサ本体部分が、海中に沈降していくと、その水圧により、水圧スイッチが作動して、センサ本体部分にある水中通信機１７やセンサ１８に電源が接続されて、センサ１８により収集されるセンサデータを水中通信機１７から伝送・中継する動作が可能になる。しかる後、図２（Ｇ）に示すように、海中センサ１のセンサ本体部分は、アンカ２３が海底に着底して海底に敷設された状態になり、図１にて説明したように、水中通信機１７により、周囲の海中センサ１の水中通信機１７もしくは海中通信ネットワーク端末５に設けられた水中通信機６との間で通信リンク５００により通信を行い、海中センサ１のセンサ本体部分のセンサ１８で収集されたセンサデータが、あらかじめ定めた周期ごとに、あるいは、任意に指定された時点で、安定した伝送品質で、確実に、伝送・中継する動作が実行される。
【００２４】
なお、海底に敷設された海中センサ１の主要な部分の回収に当たっては、回収用の船舶が敷設海面で待機して、陸上局３と連絡することにより、陸上局３から回収命令を出力する。この回収命令は、最終的に、通信リンク５００を介して、回収対象の海中センサ１の水中通信機１７へ伝送される。水中通信機１７は、通信リンク５００を介して回収命令を受信すると、図２（Ｈ）のように、回収用切り離し装置２２を作動させ、アンカ２３から海中センサ１の主要なセンサ部分（センサ主要部分）を切り離し、海面に浮上させることにより、海面で待つ船舶で回収することができる。
【００２５】
（動作例）
次に、図１に示す海中センサネットワークシステムの動作の一例について、図２、図３および図４を参照して、さらに詳細に説明する。なお、図３は、本発明の海中センサネットワークシステムにおける各海中通信ネットワーク端末５Ａ，５Ｂ，５Ｃと海中センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃとの間あるいは各海中センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの間の水中通信可能な関係をツリー状に示す通信マップのテーブルであり、図４は、海中通信ネットワーク端末と海中センサとの間あるいは各海中センサ間で伝送されるデータとコマンドとの一例を示すテーブルである。
【００２６】
図４（Ａ）は、陸上局３から、海中ネットワーク４を介して受信した海中通信ネットワーク端末５Ａが、直接または間接的に通信可能な状態にある海中センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃそれぞれに通信マップを送信するためのマップデータ伝送フォーマットの一例を示している。図４（Ｂ）は、陸上局３からの指示を受けた海中通信ネットワーク端末５Ａから、海中センサ１Ａを中継して、最終アドレスで指定する海中センサ１Ｃに対して、センサデータの送信を指示するセンサデータ送信指示コマンドのコマンド伝送フォーマットの一例を示している。また、図４（Ｃ）は、海中センサ１Ｃから、海中センサ１Ｂを中継して、宛先で示す海中通信ネットワーク端末５Ａに対して、マップデータを受信した旨を示す応答、すなわち、自海中センサ１Ｃまでのデータの伝送経路が確立したことを示す伝送経路確立データの、あるいは、当該海中センサ１Ｃが取得したセンサデータを送信するセンサデータ返送データのデータ伝送フォーマットを示している。
【００２７】
なお、図３の通信マップに示すように、以下の説明においては、海中通信ネットワーク端末５Ａ,５Ｂ,５Ｃのうち、海中通信ネットワーク端末５Ａは、海中センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃと直接または他の海中センサ１を介して通信可能な状態にあり、海中通信ネットワーク端末５Ｂは、海中センサ１Ｂ，１Ｃ直接または他の海中センサ１を介して通信可能な状態にあるが、海中通信ネットワーク端末５Ｃは、いずれの海中センサ１とも通信不可能な状態にあるものとする。
【００２８】
ここで、海中センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを敷設すべき位置は、海中通信ネットワーク端末５Ａ,５Ｂ,５Ｃの海底ケーブルにより形成されている海中ネットワーク４を参照して、あらかじめ把握されており、かつ、実際に敷設した海中センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの位置を通信衛星２を介して陸上局３にて確認することができるので、海中センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの水中無線信号による水中通信経路を、海域の環境を考慮してあらかじめ安定した経路が得られるようにすることができる。この結果、海中センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの各水中通信機１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃは、水中の通信可能範囲内に存在する他の海中センサ１水中通信機１７や海底ケーブルに固定した海中通信ネットワーク端末５の水中通信機６との通信が確実に可能になる。
【００２９】
まず、図２を用いて、海中センサ１の敷設から回収までの詳細動作を再度説明する。図２（Ａ）において、海中センサ１は、航空機１００から観測海域として所望の位置に投下される。図２（Ｂ）においては、開傘したパラシュート１１という減速装置により海中センサ１の降下速度が減速される。図２（Ｃ）では、海中センサ１が海面に着水すると、着水により、海中センサ１に内蔵の海水電池が起動し、エアボンベを動作させて、浮上部１２に備えられたエアフロートにエアを噴入させる。この結果、エアフロートの浮力により、図２（Ｄ）のように、浮上部１２が海面に浮上し、水中ケーブル１３に海中センサ１のセンサ本体部分が吊下された状態になる。
【００３０】
この吊下力により、図２（Ｅ）のように、海中センサ１の内部に収納されていた敷設用切り離し装置１５、および、センサ本体部分の水中浮力体１６、水中通信機１７、センサ１８、水圧スイッチ２０、内部電源２１、回収用切り離し装置２２、アンカ２３などが水中ケーブル１３を介して展張される。ここに、敷設用切り離し装置１５は、浮上部１２と前記センサ本体部分との間に位置し、浮上部１２から前記センサ本体部分を切り離すための装置であり、水中浮力体１６は、アンカ２３が海底に着底しても、アンカ２３以外のセンサ本体部分の他の機材を（少なくとも、水中通信機１７とセンサ１８とを）、海中に浮上させる浮力体である。また、水中通信機１７は、前述したように、海中通信ネットワーク端末５や他の海中センサ１との間で水中通信を行う通信機であり、センサ１８は、海中の状態を観測する観測センサである。
【００３１】
また、水圧スイッチ２０は、海中センサ１のセンサ本体部分が海中に沈降していく際の水圧により作動し、内部電源２１からの電力を少なくとも水中通信機１７とセンサ１８とに供給するスイッチであり、回収用切り離し装置２２は、アンカ２３から当該センサ本体部分のアンカ２３以外のセンサ主要部分（すなわち水中浮力体１６、水中通信機１７、センサ１８、水圧スイッチ２０、内部電源２１など）を切り離して、水中浮力体１６の浮力により海面に浮上させる装置であり、陸上局３からの回収命令を水中通信機１７で受信した際に作動する。アンカ２３は、センサ本体部分を海中に沈降させて、海底に安定して着底する重量を有する物体である。
【００３２】
さらに、図２（Ｅ）の状態では、浮上部１２内部のＧＰＳ１２１がＧＰＳ衛星１９からの情報によってその海面位置（現在位置）を取得し、取得したその海面位置をセンサ敷設位置として衛星通信機１２２によって通信衛星２へ送出する。このＧＰＳ１２１による海中センサ１のセンサ敷設位置情報は、通信衛星２経由で基地局（陸上局）３に伝送され、海中センサ１の投下位置を陸上局３において確認することができる。海中センサ１には、あらかじめ、それぞれの海中センサを特定するＩＤ番号（センサ名）が書き込まれており、センサ敷設位置情報としてこのＩＤ番号とセンサ敷設位置情報とが伝送されてくるので、基地局（陸上局）３においては、複数の海中センサが投下されても、それぞれの位置を識別することができる。なお、基地局（陸上局）３へ前記センサ敷設位置情報を伝送する衛星は、通信衛星に限るものではなく、基地局（陸上局）３へ前記センサ敷設位置情報を伝送することが可能な衛星であれば、放送衛星をも含めて、如何なる衛星であっても構わない。
【００３３】
図２（Ｅ）において、海中センサ１が、センサ敷設位置情報を衛星通信機１２２によって伝送すると、その後に、敷設用切り離し装置１５を作動させて、浮上部１２からセンサ本体部分を分離する。分離された海中センサ１のセンサ本体部分は、水中浮力体１６の浮力よりもアンカ２３の自重の方が重いため、図２（Ｆ）のように、海底に沈降していく。しかる後、図２（Ｇ）に示すように、海中センサ１のアンカ２３部分が、海底に着底すると、水中浮力体１６の浮力によって、水中通信機１７、センサ１８、水圧スイッチ２０、内部電源２１および回収用切り離し装置２２が海中に展張された状態で敷設され、アンカ２３は海底に横たわる。
【００３４】
海底に沈降する間に、海中センサ１の内部の水圧スイッチ２０が、水圧でＯＮし、内部電源２１が通電状態となる。この結果、水中通信機１７およびセンサ１８に電源が供給され、通電状態となり、これにより、海中センサ１のセンサ１８は、あらかじめ定めた周期ごとに、あるいは、任意に指定された時点で、海中の状態をセンサデータとして収集して、水中通信機１７を介して送信する動作が可能となる。以上、海中センサ１の海中への敷設までの本実施例の動作を詳細に述べたが、図２（Ｅ）の浮力によるセンサ本体部分の展張方式は、当業者にとってよく知られており、また、本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成は、ここでは省略する。
【００３５】
また、海中センサ１の観測位置を変更したり、センサ電源が無くなって海中センサ１を交換したい場合などにおいて、海中センサ１を海中から回収する場合、回収用船舶が、回収対象の海中センサ１のセンサ本体部分が敷設された海域に到着すると、その連絡を受けて、陸上局３が、海中ネットワーク４、海中通信ネットワーク端末５、さらには、通信リンク５００を経由して、回収対象の海中センサ１の水中通信機１７に対して、回収命令を伝送する。
【００３６】
回収対象の海中センサ１の水中通信機１７は、回収命令を受信すると、回収用切り離し装置２２を作動させる。回収用切り離し装置２２が作動すると、センサ本体部分のアンカ２３を除くセンサ主要部分、すなわち、水中浮力体１６、水中通信機１７、センサ１８、水圧スイッチ２０、内部電源２１、を含む機材がアンカ２３から切り離されて、図２（Ｈ）のように、水中通信機１７、センサ１８、水圧スイッチ２０、内部電源２１などのセンサ主要部分は、水中浮力体１６の浮力によって海面まで浮上して、回収用船舶に回収される。なお、海底に残ったアンカ２３は、アルミ・鉄などの海水により腐食し易い材質の金属、もしくは、海中生物が棲息するのに適した形状からなる非腐食性の材料たとえばコンクリートなどの漁礁として生物の繁殖を補助するもので作られており、海洋環境への影響が少ないものを選択する。
【００３７】
次に、海中センサ１の敷設状況の伝送方法と海中センサ１が収集したセンサデータの伝送方法とについて、図１、図３および図４を用いてさらに詳細を説明する。
【００３８】
図１において、航空機１００から投下された海中センサＩＤが１Ａ，１Ｂ，１Ｃの３つの海中センサ１それぞれは、前述したように、海底に着底して敷設される前に、海面への着水位置をＧＰＳ位置情報（センサ位置情報）として通信衛星２を使って基地局（陸上局）３へ伝送している。なお、これら３つの海中センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、観測すべき海域において、海中センサ１間もしくは海中通信ネットワーク端末５Ａ，５Ｂ，５Ｃとの間で、水中無線用の通信リンクを介して水中通信が可能な距離に、航空機１００から投下されている。
【００３９】
たとえば、ＩＤが１Ａの海中センサ１Ａの投下後に、海中センサ１Ｃを投下した際に、海中センサ１Ｃから海中センサ１Ａあるいは海中通信ネットワーク端末５Ｂへの距離が水中通信可能距離外であった場合には、その中間位置付近に海中センサ１Ｂをさらに追加して投下して、海中センサ１Ｃが、他の海中センサ１を経由する水中通信によって、この場合は、海中センサ１Ｂを経由する水中通信によって、海中通信ネットワーク端末５Ｂへ、あるいは、さらに海中センサ１Ａを介して海中通信ネットワーク端末５Ａへ、当該海域の海洋環境において確実に通信が可能なように敷設される。
【００４０】
基地局３では、投下された海中センサ１Ａ，１Ｂ，１ＣのＧＰＳ位置情報（センサ位置情報）と海中ネットワーク４の海中通信ネットワーク端末５Ａ，５Ｂ，５Ｃの位置情報とに基づいて、図３として前述したような通信マップを作成している。図３は、図１に例示した海中センサネットワークシステムの海中ネットワーク４における各海中センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃのツリー状の通信経路を示している。すなわち、前述したように、図１の海中センサネットワークシステムの海中ネットワーク４においては、海中通信ネットワーク端末５Ａは、海中センサ１Ａと通信可能距離にあり、海中通信ネットワーク端末５Ｂは、海中センサ１Ｂと通信可能距離にある。また、海中センサ１Ｂは、海中通信ネットワーク端末５Ｂ、海中センサ１Ａ、海中センサ１Ｃと通信可能距離にある。
【００４１】
図３の通信マップでは、これらの通信可能距離に基づいて、海中ネットワーク４の海中通信ネットワーク端末５それぞれから見て、より近い前段側の海中センサ１からより遠い後段側の海中センサ１へとツリー状に位置付けをして、直接通信可能な海中センサを１次センサ、次に、該１次センサから呼び出し可能な海中センサを２次センサ、さらに、該２次センサから呼び出し可能な海中センサを３次センサと位置付けている。なお、図３の通信マップは、海中センサ１が敷設あるいは撤去される都度、各海中通信ネットワーク端末５と各海中センサ１との間の水中通信が可能な状況を更新して作成され、各海中通信ネットワーク端末５と各海中センサ１とに送信される。
【００４２】
ここに、海中センサ１を敷設する海域すなわち敷設海域の水温データや海底地形などを少なくとも参照した水中音響の伝搬シミュレーションによって水中通信の限界があらかじめ把握されており、図３の通信マップは、その水中通信限界値と海中センサ１が敷設されたセンサ位置情報（ＧＰＳの測位位置結果）および／または海中通信ネットワーク端末５の位置情報とに基づいて作成される。また、航空機１００からの海中センサ１の投下位置も、敷設済みの海中センサ１の位置を把握した上で、新たな海中センサ１の投下位置が算出され、航空機１００は、自機の位置から投下すべき位置を把握して、海中センサ１をその近傍に確実に投下することができる。
【００４３】
次に、海中センサ１の敷設後に、各海中センサ１に対して、陸上局（基地局）３から図３のような通信マップ情報を伝達して、各海中センサ１が受信して記憶する方法について説明する。まず、陸上局（基地局）３から各海中通信ネットワーク端末５に海中ネットワーク４を介して通信マップデータを送信し、各海中通信ネットワーク端末５に記憶させる。しかる後、各海中通信ネットワーク端末５は、受信した通信マップデータを参照して、配下に存在する海中センサ１に対して、通信マップデータを水中通信により送信する。図４(Ａ)では、海中通信ネットワーク端末５Ａから、配下に存在する１次センサ、２次センサ、３次センサそれぞれに該当する海中センサ１Ａ，１Ｂ，１Ｃに対して送信するためのマップデータの伝送フォーマットの一例を示している。
【００４４】
図４（Ａ）のマップデータ伝送フォーマットにおいて、ヘッダは、通信の始まりおよびマップデータの伝送である旨を示しており、例として“７Ｅ”（１６進数）をヘッダとしている。次の次数は、各海中通信ネットワーク端末５、この場合は、海中通信ネットワーク端末５Ａ、からの通信可能なセンサの最大次数を示しており、図３のマップデータの例では、海中通信ネットワーク端末５Ａは、ツリー状に３次センサまでの接続があり、次数は３となる。
【００４５】
次のＦＲＡＧ（ＦＲＧ１，ＦＲＧ２，ＦＲＧ３）は、当該マップデータを伝送している送信元が、１〜３次センサかあるいは海中通信ネットワーク端末かを示している。図４(Ａ)の例では、ＦＲＧ１，ＦＲＧ２，ＦＲＧ３がすべて０であり、マップデータの送信元が海中通信ネットワーク端末５Ａであることを示している。たとえば、ＦＲＧ１が１の場合は、１次アドレスの海中センサ１Ａからの送信、ＦＲＧ２が1の場合は、２次アドレスの海中センサ１Ｂからの送信、ＦＲＧ３が１の場合は、３次アドレスの海中センサ１Ｃからの送信を示すことになる。最後のＥＯＦは、マップデータ通信の終了を示している。
【００４６】
まず、海中通信ネットワーク端末５Ａは、陸上局（基地局）３から通信マップデータを受信した際に、受信した通信マップデータを記憶する。しかる後、受信した通信マップデータ上で後段に位置する海中センサ１が存在していて、受信した通信マップデータを、当該海中通信ネットワーク端末５Ａからマップデータとして伝送しようとする場合、図４(Ａ)のマップデータ伝送フォーマットのように、ＦＲＧ１〜３を０として、水中通信機６Ａから通信リンク５０１を介して送出する。マップデータの水中通信は、水中通信機６Ａからの通信可能距離にある海中センサ１Ａの水中通信機１７Ａで受信される。受信した海中センサ１Ａでは、受信したヘッダ“７Ｅ”を解読することにより、マップデータの伝送であること、また、その次数が３であることを判別して、以降に、３次までのＦＲＧとそれぞれのアドレス、最後に、ＥＯＦが設定されていることを認識する。
【００４７】
また、端末欄にある海中通信ネットワーク端末５Ａを読み取り、かつ、ＦＲＧ１〜３を読み取り、このＦＲＧ１〜３がいずれも０であることから、海中通信ネットワーク端末５Ａからのマップデータであることを識別する。しかる後、海中通信ネットワーク端末５Ａからのマップデータを記憶するとともに、受信したマップデータ上で後段に位置する海中センサ１が存在しているか否かを判別する。図３に示すように、海中センサ１Ａの後段には、海中センサ１Ｂが存在しているので、受信したマップデータについて、１次センサの当該海中センサ１Ａからの送信であることを示すために、ＦＲＧ１を１に設定して、水中通信機１７Ａから、受信したマップデータを送信する。海中センサ１Ａの水中通信圏内には、通信リンク１０１を介して海中センサ１Ｂの水中通信機１７Ｂが存在しており、海中センサ１Ｂで、海中センサ１Ａからのマップデータの水中通信が受信され、海中センサ１Ｂ内にもマップデータが記憶される。
【００４８】
受信した海中センサ１Ｂでは、海中センサ１Ａの場合と同様に、受信したヘッダ“７Ｅ”を解読して、マップデータの通信であること、また、その端末欄と次数欄とから、海中通信ネットワーク端末５Ａからは３次センサまでが存在することを認識するとともに、ＦＲＧ１が１であることから、海中センサ１Ａから中継されてきた水中通信を受信したことを識別する。さらに、海中センサ１Ｂでは、後段に存在している３次センサの海中センサ１Ｃへ受信したマップデータを伝送すべく、２次センサの当該海中センサ１Ｂからの送信であることを示すために、ＦＲＧ１を０に設定するとともに、ＦＲＧ２を１に設定して、水中通信機１７Ｂから受信したマップデータを送信する。
【００４９】
海中センサ１Ｂの通信圏内には、通信リンク１０２を介して海中センサ１Ｃの水中通信機１７Ｃが存在しており、海中センサ１Ｃで、海中センサ１Ｂからのマップデータの水中通信が受信され、海中センサ１Ｂの場合と同様、海中センサ１Ｃ内にもマップデータが記憶される。海中センサ１Ｃは、海中通信ネットワーク端末５Ａの３次アドレスとなる最後の海中センサに該当しており、後段には海中センサ１が存在していないため、受信したマップデータを送信する動作は行わない。その代わり、海中センサ１Ｃは、海中通信ネットワーク端末５Ａから最終段の海中センサ１Ｃまでのデータの伝送経路が確立されたことを示す伝送経路確立データを、海中通信ネットワーク端末５Ａに対して通知するために、図４(Ｃ)に示すようなフォーマットのデータ伝送を実施する。
【００５０】
図４（Ｃ）のデータ伝送のフォーマットには、データ伝送を示すヘッダ（本実施例では“７０”（１６進数））と発信アドレス（この場合は、海中センサ１Ｃが発信源となるため１Ｃ）を設定する。次に、記憶したマップデータに基づいて、海中センサ１Ｃから海中通信ネットワーク端末５Ａへの通信を中継する２次センサが海中センサ１Ｂであることを識別して、中継アドレスとして海中センサ１Ｂを設定するとともに、最終の宛先端末として、マップデータの送信元となっていた海中通信ネットワーク端末５Ａを設定する。さらに、最後のデータ欄には、データの伝送経路が確立したことを示すコマンドＡＣＣを設定する。なお、図３の中継アドレス欄には、中継先となる海中センサ１Ｂを設定する代わりに、現在発信を行っている海中センサであることを示す情報として、海中センサ１Ｃを設定するようにしても良い。
【００５１】
このようなデータ伝送フォーマットを作成して、海中センサ１Ｃの水中通信機１７Ｃから、伝送経路確立を示すデータを、当該海中センサ１Ｃの通信圏内にある海中センサ１Ｂに対して通信リンク１０２を介して送出する。送出されたデータは、海中センサ１Ｃの通信可能距離に存在する海中センサ１Ｂで受信される。
【００５２】
海中センサ１Ｂは、受信した伝送経路確立データに含まれている、発信アドレスの海中センサ１Ｃ、中継先を示す中継アドレスの海中センサ１Ｂ、コマンドＡＣＣから、当該海中センサ１Ｂから最終の３次センサの海中センサ１Ｃまでの通信経路が確立され、その返信が当該海中センサ１Ｂに送信されてきたことを識別する。
【００５３】
海中センサ１Ｂでは、記憶したマップデータに基づいて、前段に位置する海中センサ１および／または海中通信ネットワーク端末５を検索して（この場合は、海中センサ１Ａが検索される）、海中センサ１Ｂから海中通信ネットワーク端末５Ａへの通信を中継する１次センサが海中センサ１Ａであることを識別して、受信データの中継アドレスを海中センサ１Ａに置き換え、伝送経路確立を示す伝送経路確立データを、当該海中センサ１Ｂの通信圏内にある海中センサ１Ａに対して通信リンク１０１を介して送出する。送出されたデータは、海中センサ１Ｂの通信可能距離に存在する海中センサ１Ａで受信される。
【００５４】
海中センサ１Ａは、海中センサ１Ｂの場合と同様に、受信した伝送経路確立データに含まれている、発信アドレスの海中センサ１Ｃ、中継アドレスの海中センサ１Ａ、コマンドＡＣＣから、当該海中センサ１Ａから海中センサ１Ｂを介して最終の３次センサの海中センサ１Ｃまで通信経路が確立され、海中センサ１Ｃからの返信が中継先の海中センサ１Ｂから送信されてきたことを識別する。
【００５５】
海中センサ１Ａでは、記憶したマップデータに基づいて、前段に位置する海中センサ１および／または海中通信ネットワーク端末５を検索して（この場合は、海中通信ネットワーク端末５Ａが検索される）、当該海中センサ１Ａが宛先の海中通信ネットワーク端末５Ａへの通信を行う１次センサであることを識別して、受信データの中継アドレスを海中通信ネットワーク端末５Ａに置き換え、伝送経路確立を示す伝送経路確立データを、当該海中センサ１Ａの通信圏内にある海中通信ネットワーク端末５Ａに対して通信リンク５０１を介して送出する。送出されたデータは、海中センサ１Ａの通信可能距離内に存在している海中通信ネットワーク端末５Ａで受信される。
【００５６】
海中通信ネットワーク端末５Ａは、海中センサ１Ｂ，１Ａの場合と同様に、受信した伝送経路確立データに含まれている、発信アドレスの海中センサ１Ｃ、中継アドレスの海中通信ネットワーク端末５Ａ、コマンドＡＣＣから、当該海中通信ネットワーク端末５Ａから海中センサ１Ａ，１Ｂを介して最終の３次センサの海中センサ１Ｃまで通信経路が確立され、海中センサ１Ｃからの返信が中継先の海中センサ１Ａから送信されてきたことを識別する。この結果、当該海中通信ネットワーク端末５Ａから送信したマップデータが、最初の１次センサの海中センサ１Ａから最終の３次センサの海中センサ１Ｃまですべてに設定され、通信経路が確立されたことを認識する。
【００５７】
次に、陸上局（基地局）３からの指示を受けた各海中通信ネットワーク端末５から水中送信されるセンサデータ送信指示コマンドに基づいて、その時点で観測されたセンサデータが、各海中センサ１から要求元の海中通信ネットワーク端末５に対して返送されることにより、各海中通信ネットワーク端末５がセンサデータを取得するまでの手順について、海中通信ネットワーク端末５Ａから海中センサ１Ｃにセンサデータ送信指示コマンドを送信して、海中センサ１Ｃのセンサデータを海中通信ネットワーク端末５Ａで取得する場合を例にとって説明する。
【００５８】
ここで、各海中通信ネットワーク端末５が各海中センサ１からセンサデータを取得するためのセンサデータ送信指示コマンドは、図４(Ｂ)に示すような伝送フォーマットである。ヘッダには、コマンド伝送であることを示す“７Ｆ”（１６進数）が設定され、端末欄には送信元の海中通信ネットワーク端末５のＩＤ（端末名）が設定され、最終アドレス欄には、センサデータを取得する対象の海中センサ１のＩＤ（センサ名）が設定され、中継アドレス欄にはコマンドを中継送出する海中センサ１のＩＤあるいは海中通信ネットワーク端末５のＩＤが設定される。さらに、コマンド欄には、センサデータの送信を指示するセンサデータ送信指示コマンドであることを意味するＤＡＴＡ−ＡＣＱが設定される。
【００５９】
まず、海中通信ネットワーク端末５Ａが、海中センサ１Ｃのセンサデータを取得したい場合、図４（Ｂ）に示すように、ヘッダは、コマンド伝送を示す例として“７Ｆ”（１６進数）、端末欄には、自海中通信ネットワーク端末５のＩＤを示す海中通信ネットワーク端末５Ａを、最終アドレス欄には、取得対象の海中センサ１のＩＤを示す海中センサ１Ｃを設定し、中継アドレス欄には、図３のような通信マップデータから、海中センサ１Ｃの前段に位置して、海中センサ１Ｃへの中継を行うための海中センサ１Ｃへの１次センサが海中センサ１Ａであることを判別して、海中センサ１Ａを設定して、コマンド欄には、センサデータの送信指示となるＤＡＴＡ−ＡＣＱ（センサデータ送信指示コマンド）を設定して、海中通信ネットワーク端末５Ａの水中通信機６Ａより送出する。
【００６０】
海中通信ネットワーク端末５Ａからのコマンド伝送の水中通信は、海中通信ネットワーク端末５Ａの通信可能距離内に存在している海中センサ１Ａで受信される。受信した海中センサ１Ａでは、ヘッダが“７Ｆ”であることから、コマンド伝送であるものと判定し、その宛先が最終アドレス欄に示されている海中センサ１Ｃであり、中継アドレスが自海中センサＩＤを示す１Ａであって、当該海中センサ１Ａが宛先の海中センサ１Ｃには該当していないので、受信したコマンドを海中センサ１Ｃへ中継するように指定されていることを識別する。この結果、海中センサ１Ａは、記憶しているマップデータから、宛先の海中センサ１Ｃを、または、宛先の海中センサ１Ｃの前段に位置して、海中センサ１Ｃへの中継を行う他の海中センサ１を検索して（この場合は、海中センサ１Ｂが検索される）、次の中継先が、海中センサ１Ｂであることを判定することにより、受信したコマンドの中継アドレス欄を海中センサ１Ｂに設定し直して、水中通信機１７Ｂより送出を行う。
【００６１】
海中センサ１Ａからのコマンド伝送の水中通信は、海中センサ１Ａの通信可能距離内に存在している海中センサ１Ｂで受信される。受信した海中センサ１Ｂでは、海中センサ１Ａにおけるコマンド受信の場合と同様に、受信したコマンドの中継アドレスを、次の送信先である海中センサ１Ｃに設定し直して、水中通信機１７Ｂより送出を行う。
【００６２】
海中センサ１Ｂからのコマンド伝送の水中通信は、海中センサ１Ｂの通信可能距離内に存在している海中センサ１Ｃで受信される。受信した海中センサ１Ｃは、コマンドの最終アドレス欄により、自海中センサ宛のコマンドであることを識別する。さらに、受信したそのコマンドが、ＤＡＴＡ−ＡＣＱ（センサデータ送信指示コマンド）であり、自海中センサ１Ｃが収集したセンサデータの送信が指示されていることを識別する。
【００６３】
海中センサ１Ｃは、内蔵のセンサ１８（観測センサ）でその時点で観測したセンサデータたとえば「ＸＹＺ１２３」を、図４(Ｃ)のデータ伝送フォーマットにおけるデータ欄に記載して、水中通信機１７Ｃより送出する。このときのデータ伝送フォーマットは、発信アドレス欄に、自海中センサ１のＩＤである海中センサ１Ｃを設定し、センサデータの要求元の海中通信ネットワーク端末５が、海中通信ネットワーク端末５Ａであるので、宛先端末欄に海中通信ネットワーク端末５Ａを設定する。また、記憶しているマップデータを参照するとともに、センサデータ送信指示コマンド（ＤＡＴＡ−ＡＣＱ）を送信してきた海中通信ネットワーク端末５または海中センサ１（この場合は、中継用の２次センサの海中センサ１Ｂ）を取り出して、海中センサ１Ｃから海中通信ネットワーク端末５Ａへの通信を中継すべき２次センサが海中センサ１Ｂであることを判別して、中継アドレス欄に海中センサ１Ｂを設定する。また、データの返信を示すための一例としてヘッダに“７０”（１６進数）を設定して、センサデータ返送データとして水中伝送を行う。なお、この場合のヘッダを、前述したマップデータの返送用の場合と区別可能とするために、“７０”とは異なるコードを用いるようにしても構わない。
【００６４】
センサデータ返送データに関する海中センサ１Ｃからのデータ伝送の水中通信は、海中センサ１Ｃの通信可能距離に存在している海中センサ１Ｂで受信され、受信した海中センサ１Ｂでは、受信データのヘッダと宛先端末とに基づいて、海中通信ネットワーク端末５Ａへのデータ伝送を実施していることを識別して、記憶しているマップデータを参照するとともに、該センサデータ返送データの送信元の海中センサ１Ｃに対するセンサデータ送信指示コマンドを中継しているか否かを確認して、中継していた場合は、該センサデータ送信指示コマンドを当該海中センサ１Ｂに送信してきた海中通信ネットワーク端末５または海中センサ１を検索して（この場合は、海中センサ１Ａが検索される）、海中通信ネットワーク端末５Ａへの中継用の海中センサ１として海中センサ１Ａであることを判別して、受信したデータの中継アドレス欄を海中センサ１Ａに置き換え、水中通信機１７Ｂから送出する。
【００６５】
海中センサ１Ｂからのデータ伝送の水中通信は、海中センサ１Ｂの通信可能距離に存在している海中センサ１Ａで受信され、受信した海中センサ１Ａでは、受信データのヘッダと宛先端末とに基づいて、海中センサ１Ｂの場合と同様に、海中通信ネットワーク端末５Ａへのデータ伝送を実施していることを識別して、記憶しているマップデータを参照するとともに、該センサデータ返送データの送信元の海中センサ１Ｃに対するセンサデータ送信指示コマンドを中継しているか否かを確認して、中継していた場合は、該センサデータ送信指示コマンドを当該海中センサ１Ａに送信してきた海中通信ネットワーク端末５または海中センサ１を検索して（この場合は、海中通信ネットワーク端末５Ａが検索される）、海中通信ネットワーク端末５Ａを用いて、受信したデータの中継アドレス欄を海中通信ネットワーク端末５Ａに置き換え、水中通信機１７Ａから送出する。
【００６６】
海中センサ１Ａからのデータ伝送の水中通信は、海中センサ１Ａの通信可能距離に存在している海中通信ネットワーク端末５Ａで受信され、受信した海中通信ネットワーク端末５Ａでは、受信データのヘッダと宛先端末とに基づいて、自海中通信ネットワーク端末５Ａへのデータ伝送を行っているものであり、かつ、受信データの発信アドレス欄から、指定した海中センサ１Ｃからのセンサデータが返信されてきているものと判定し、そのデータ欄から海中センサ１Ｃが収集したセンサデータが「ＸＹＺ１２３」であると認識することができる。
【００６７】
次に、以上に詳細に説明した本発明の実施例における効果について説明する。まず、本発明の前述の実施例では、海底ケーブルに接続した海中通信ネットワーク端末５による海中ネットワーク４以外に、航空機１００から所望の観測位置に投下することができる海中センサ１により、海底ケーブルの海中通信ネットワーク端末５との間で直接または間接に水中通信を可能とする海中センサネットワークシステムが構成されているため、海底ケーブルを新たに敷設することなく、海中センサ１を所望の観測位置に敷設・追加することができる。
【００６８】
また、本発明の前述の実施例では、各海中センサ１に水中通信機１７が備えられているため、各海中センサ１にて観測したセンサデータを、海中センサ１の水中通信機１７および／または海底ケーブルに接続した海中通信ネットワーク端末５の水中通信機６を経由して、最終的に、海中ネットワーク４を介して、陸上局（基地局）３に対して伝送することができる。この結果、海底ケーブルに接続した海中通信ネットワーク端末５の水中通信機６の通信範囲外の海中センサ１であっても、海底ケーブルを新たに敷設することなく、任意の位置に敷設した海中センサ１のセンサデータを収集することができる。
【００６９】
また、本発明の前述の実施例では、海中センサ１に、投下後に浮上部１２から切り離して海中に敷設することが可能な敷設用切り離し装置１５および陸上局（基地局）３からの回収命令により制御可能な回収用切り離し装置２２を備えているため、浮上部１２、さらには、水中通信機１７やセンサ１８などの海中センサ１の主要部分を回収することができる。回収すべき敷設位置も、浮上部１２に海中センサ１の現在位置を取得可能なＧＰＳ１２１を搭載しているので、正確に取得することができる。
【００７０】
（他の実施例）
次に、本発明の他の実施例として、その基本的構成は、前述の実施例の場合と同様であるが、水中通信の確立方法について、さらに工夫している例を説明する。
【００７１】
たとえば、前述の実施例で説明した場合と同様に、海中通信ネットワーク端末５Ａが海中センサ１Ｃのセンサデータを取得したい場合、前述したような伝送経路（すなわち、海中通信ネットワーク端末５Ａ→海中センサ１Ａ→海中センサ１Ｂ→海中センサ１Ｃ）によってセンサデータの送信を指示するセンサデータ送信指示コマンドを伝送する。しかる後に、本実施例においては、あらかじめ定めた一定時間内に、海中センサ１Ｃからのセンサデータの返送があるか否かを海中通信ネットワーク端末５Ａにおいて監視するタイマによるタイムアウト機能を設けている。
【００７２】
ここで、該タイマによって指定した一定時間内にセンサデータが返送されてこなかった場合は、タイムアウト機能が作動する。この結果、海中センサ１Ｃへの別のコマンド伝送経路である、たとえば、海中通信ネットワーク端末５Ａ→海中通信ネットワーク端末５Ｂ→海中センサ１Ｂ→海中センサ１Ｃへの通信をリトライする機構が作動する。このリトライ機構により、センサデータ送信指示コマンドを取得対象の海中センサ１に対してより確実に送信することができる。なお、かかるタイムアウト機能を、海中通信ネットワーク端末５のみならず、陸上局（基地局）３側に備えるようにしてももちろん構わない。
【００７３】
また、他の実施例として、海中センサ１のセンサ敷設位置情報の確認方法について、ＧＰＳ１２１を浮上部１２に搭載した前述の実施例とは異なる方式を用いるようにしても良い。たとえば、潮流の早い海域では、海中センサ１のセンサ本体部分が浮上部１２から切り離されて海底に沈降するまでの間に、浮上部１２が流されてしまい、浮上部１２の現在位置と海底に着底した海中センサ１のセンサ本体部分の敷設位置とが大きくずれてしまうことが想定される。
【００７４】
このような場合を想定して、センサ敷設位置の計測方法をさらに工夫して、センサ本体部分の水中通信機１７に、船舶に対してその存在を示す水中信号を送信するトランスポンダ機能を付加することとしても良い。海中センサ１のセンサ本体部分が海底に着底した後に、該トランスポンダから送信されてくる水中信号を用いて、海上の船舶から、船舶と海中センサ１のセンサ本体部分との相対位置を計測し、該相対位置を船舶の現在位置に加算することによって、海底に着底した海中センサ１のセンサ本体部分の位置を正確に確定することができる。
【００７５】
また、海中センサ１のセンサ敷設位置情報の確認方法の他の実施例として、水中浮力体１６に無線発信機を搭載するようにしても良い。この場合、海中センサ１の回収用切り離し装置２２を作動させて、センサ本体部分の主要な部分が水中浮力体１６により海面に浮上した後に、海面で待機する船舶が、この水中浮力体１６に搭載した無線発信機からの無線発信を検出して、方位を計測し、回収に向かうことができる。
【００７６】
なお、本発明による海中センサネットワークシステムや海中センサネットワーク構成方法、本発明による海中センサの管理方法、すなわち、データ収集および海中センサ敷設・回収方法は、漁業資源の推定に必要な水温・塩分といった海洋環境の把握が可能なセンサ網、海底の地震・津波検出といった防災用センサなどの用途に好適に適用することができる。また、港湾防備や海中からの侵入者の検出、警報発出といった用途にも適用することが可能である。
【００７７】
以上、本発明の好適実施例の構成を説明した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の海中センサネットワークシステムの構成の一例を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の海中センサネットワークシステムにおける海中センサの概略動作を説明するための説明図である。
【図３】本発明の海中センサネットワークシステムにおける各海中通信ネットワーク端末と海中センサとの間あるいは各海中センサの間の水中通信可能な関係をツリー状に示す通信マップのテーブルである。
【図４】海中通信ネットワーク端末と海中センサとの間あるいは各海中センサ間で伝送されるデータとコマンドとの一例を示すテーブルである。
【図５】従来の海中センサのデータ取得方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００７９】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ              海中センサ
２          通信衛星
３          陸上局（基地局）
４          海中ネットワーク
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ  海中通信ネットワーク端末
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ        水中通信機
１１        パラシュート
１２        浮上部
１３        水中ケーブル
１５        敷設用切り離し装置
１６        水中浮力体
１７，１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ      水中通信機
１８        センサ
１９        ＧＰＳ衛星
２０        水圧スイッチ
２１        内部電源
２２        回収用切り離し装置
２３        アンカ
１０１，１０２                    通信リンク
１００      航空機
１２１      ＧＰＳ
１２２      衛星通信機
５００，５０１，５０２            通信リンク
【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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