(57)【要約】【課題】  艦艇の船首尾方向永久磁気ＰＬＭと垂直磁気ＶＭを分離して測定し得る艦艇の磁界測定方法を提供する。【解決手段】  被測定艦艇１の左側と右側に、それぞれ３軸磁気センサ２、３を配置するとともに、キール下の海底に３軸磁気センサ４を配置し、３軸磁気センサ２、３により、被測定艦艇の船首をＮ（北）に向けた場合とＳ（南）に向けた場合の磁界を測定し、そのＨｘ成分の演算により、船首尾方向の永久磁気ＰＬＭと誘導磁気ＡＬＭを分離し、更に算出した永久磁気ＰＬＭをモデル化し、３軸磁気センサ４の磁界波形に換算し、垂直磁気ＶＭと船首尾方向永久磁気ＰＬＭを分離する。【選択図】      図１
2005195479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
艦艇の左右両サイドの３軸磁界と、船底下の３軸磁界とを測定し、これら左右両サイドの３軸磁界と船底下の３軸磁界とに基づいて、船首尾方向永久磁気ＰＬＭと垂直方向磁気ＶＭを分離して得るようにしたことを特徴とする艦艇磁気測定方法。
【請求項２】
前記左右両サイドの３軸磁界は、艦艇の左右で浮ブイ固定の磁気測定装置で測定し、船底下の３軸磁界は、海底に固定設置される磁気センサ列群で測定することを特徴とする請求項１記載の艦艇磁気測定方法。
【請求項３】
前記左右両サイドの３軸磁界は、海底に固定設置される磁気センサ列群のうちの艦艇に対し側方に位置する磁気センサで測定し、船底下の３軸磁界は、海底に固定設置される磁気センサ列群で測定することを特徴とする請求項２記載の艦艇磁気測定方法。
【請求項４】
前記左右両サイドの３軸磁界は、搭載したビークルを用い、被測定艦艇から誘導して、ビークルを被測定艦艇の周囲を航走させて搭載の３軸磁界センサで測定することを特徴とする請求項１記載の艦艇磁気測定方法。
【請求項５】
３軸磁界を縦列接続して、測定ブイに吊るし、この３軸磁界センサ付きの測定ブイを水中に浮遊させ、この近傍を被測定艦艇を走航させて、前記左右サイドの３軸磁界を測定することを特徴とする請求項１記載の艦艇磁気測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、艦艇の磁気低減処理を行う場合等に必要な艦艇の磁気測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に艦艇は、船体磁気を発する。この船体磁気は、図７に示すように、船体構造上、ＶＭ（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｏｆ  ｓｈｉｐ’ｓ  ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ：垂直方向）、ＬＭ（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ  ｃｏｍｐｏｒｎｅｎｔ  ｏｆ  ｓｈｉｐ’ｓ  ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ：船首方向）、ＡＭ（ａｔｈｗａｒｄｓｈｉｐ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｏｆ  ｓｈｉｐ’ｓ  ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ：左右舷方向）の３直交成分に分散される。
【０００３】
また、それぞれの磁気はＰＭ（ｐｅｒｍｏｎｅｎｔ  ｓｈｉｐ’ｓ  ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ：永久磁気）とＩＭ（ｉｎｄｕｃｅｄ  ｓｈｉｐ’ｓ  ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ：誘導磁気）とから構成され、船体磁気から発する静磁気は、永久磁気の垂直方向成分ＰＶＭ、船首尾方向成分ＰＬＭ、右舷方向ＰＡＭと、誘導磁気の垂直方向成分ＩＶＭ、船首尾方向成分ＩＬＭ、左右舷方向成分ＩＡＭとからなる。
【０００４】
このような船体磁気は、艦艇の航行中に、触雷等を避けるため小さい方が望ましい。そのため、艦船には消磁コイルを設け、この消磁コイルに船体磁気を打ち消すための所定の電流を通電し、消磁を行っている。この種の消磁を行うためには、艦船の船体磁気を測定する必要がある。艦艇の磁界測定方法としては、従来、海底に列状に複数個の磁気センサを配列しておき、艦艇を磁気センサの上を航行させて、あるいは係留して、船体磁気を測定する方法が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６０−１８２７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来の艦艇磁界測定方法は、艦艇下の磁界測定のため、船首尾方向永久磁気ＰＬＭと、垂直方向磁気ＶＭの分離ができず、この艦艇磁界測定方法で得た磁界を、ＭコイルとＬＰコイルに通電して消磁すると、例えば船首尾方向永久磁気ＰＬＭをＭ（垂直）コイルで、また垂直磁気ＶＭをＬＰ（水平）コイルで消磁してしまうことが発生する。このことは、消磁不要の部分に消磁を施していることになり、つまり磁化を着けていることになり、遠方から見れば、艦艇の磁気の低減度はベストとは言えない、という問題がある。
【０００６】
この発明は上記問題点に着目してなされたものであって、艦艇の船首尾方向永久磁気ＰＬＭと垂直磁気ＶＭを分離して測定し得る艦艇の磁界測定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】
この発明の艦艇の磁気測定方法は、艦艇の左右両サイドの３軸磁界と、船底下の３軸磁界とを測定し、これら左右両サイドの３軸磁界と船底下の３軸磁界とに基づいて、船首尾方向永久磁気ＰＬＭと垂直方向磁気ＶＭを分離して得るようにしている。
【０００８】
この発明の艦艇磁気測定方法において、前記左右両サイドの３軸磁界は、艦艇の左右で浮ブイ固定の磁気測定装置で測定し、船底下の３軸磁界は、海底に固定設置される磁気センサ列群で測定することができる。
【０００９】
また、この発明の艦艇磁気測定方法において、前記左右両サイドの３軸磁界は、搭載したビークルを用い、被測定艦艇から誘導して、ビークルを被測定艦艇の周囲を航走させて搭載の３軸磁界センサで測定することもできる。
【００１０】
また、この発明の艦艇磁気測定方法において、３軸磁界を縦列接続して、測定ブイに吊るし、この３軸磁界センサ付きの測定ブイを水中に浮遊させ、この近傍を被測定艦艇を走航させて、前記左右サイドの３軸磁界を測定することもできる。
【００１１】
また、この発明の艦艇磁気測定方法において、左右両サイドの３軸磁界は、海底に固定設置される磁気センサ群のうちの艦艇に対し、側方に位置する磁気センサで測定しても良い。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、艦艇の左右両サイドの３軸磁界と、船底下の３軸磁界とを測定し、これら左右両サイドの３軸磁界と船底下の３軸磁界とに基づいて、船首尾方向永久磁気ＰＬＭと垂直方向磁気ＶＭを分離して得るようにしているので、この分離して得られた船首尾方向永久磁気ＰＬＭと垂直方向磁気ＶＭを個別に消磁に使用することにより、艦艇の磁気低減を適性にするのに寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、実施の形態により、この発明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明の一実施形態を説明する３軸磁気センサの配置を示す図である。図１において、被測定艦艇１の右側に３軸磁気センサ２が配置され、被測定艦艇１の左側に３軸磁気センサ３が配置され、更に被測定艦艇１のキール下の海底に、３軸磁気センサ４が配置されている。ここで、３軸磁気センサ２、３は、例えば後述するビークルにより、連続点として測定する。
【００１４】
今、被測定艦艇１の船首をＮ（北）方向に向けた状態で、左右の３軸磁気センサ２、３で、被測定艦艇１からの磁界を測定した例を図２に示す。図２において、左側に示す実線の波形ａ１は、被測定艦艇１の船首尾方向磁気ＬＭの３軸センサ３による測定Ｈｘ成分を示し、同じ左側に示す破線の波形ｂ１は、被測定艦艇１の左右舷方向磁気ＡＭの３軸センサ３によるＨｘ成分を示す。また、右側に示す実線の波形ａ２は、被測定艦艇１の船首尾方向磁気ＬＭの３軸センサ２による測定Ｈｘ成分を示し、同じ右側に示す破線の波形ｂ２は、被測定艦艇１の左右舷方向磁気ＡＭの３軸センサ２による測定Ｈｘ成分を示している。
【００１５】
図２において、船首尾方向磁気ＬＭの左の波形ａ１と右の波形ａ２は、同極の波形であり、また左右舷方向磁気ＡＭの左の波形ｂ１と右の波形ｂ２は、逆極性の波形なので、３軸センサ２のＨｘ成分と３軸センサ３のＨｘ成分を足して２で割算することにより、ＬＭ成分が得られ、３軸磁気センサ２のＨｘ成分から３軸磁気センサ３のＨｘ成分を減じて２で割算することにより、ＡＭ成分が得られる。これにより、船首尾方向磁気ＬＭと左右舷方向磁気ＡＭを分離することができる。
【００１６】
次に、被測定艦艇１の船首をＳ（南）方向に向けた状態で、左右の各３軸磁気センサ２、３で被測定艦艇１からの磁界を測定した例を図３に示す。図３において、左側に示す実線の波形ａ１は、被測定艦艇１の船首尾方向磁気ＬＭの３軸センサ３による測定Ｈｘ成分を示し、同じ左側に示す破線の波形ｂ１は、被測定艦艇１の左右舷方向磁気ＡＭの３軸センサ３によるＨｘ成分を示す。また、右側に示す実線の波形ａ２は、被測定艦艇１の船首尾方向磁気ＬＭの３軸センサ２による測定Ｈｘ成分を示し、同じ右側に示す破線の波形ｂ２は、被測定艦艇１の左右舷方向磁気ＡＭの３軸センサ２による測定Ｈｘ成分を示している。
【００１７】
図３において、船首尾方向磁気ＬＭの左の波形ａ１と右の波形ａ２は、同極の波形であり、また左右舷方向磁気ＡＭの左の波形ｂ１と右の波形ｂ２は、逆極性の波形なので、３軸センサ２のＨｘ成分と３軸センサ３のＨｘ成分を足して２で割算することにより、ＬＭ成分が得られ、３軸磁気センサ２のＨｘ成分から３軸磁気センサ３のＨｘ成分を減じて２で割算することにより、ＡＭ成分が得られる。これにより、船首尾方向磁気ＬＭと左右舷方向磁気ＡＭを分離することができる。
【００１８】
また、図３においては、ＰＬＭとＩＬＭの方向が逆なので、船首尾方向磁気ＬＭが、図２の場合に比し（図２の場合、ＰＬＭとＩＬＭは同方向）小さくなる。したがって、図２の方法で得た船首尾方向磁気ＬＭと図３の方法で得た船首尾方向磁気ＬＭを加算して２で割算、あるいは減算して２で割算することにより、ＰＬＭとＩＬＭが得られ、ＰＬＭを分離することができる。
【００１９】
また、キール下の３軸磁気センサ４によるＨｚ（Ｈｘ）について、ＶＭ＋ＰＬＭが得られるため、左右サイドの３軸磁界センサ２、３の出力から算出したＰＬＭをモデル化し、キール下波形換算することにより、ＶＭとＰＬＭを分離することができる。
【００２０】
上記実施形態において、３軸センサ２、３、４の具体的な設置例を説明する。図４は、海底に３軸磁気センサ４を、センサ列として設置した場合であり、左右の３軸磁気センサ２、３は、浮ブイ型センサとしてブイで浮かせてある。この３軸磁気２、３の間を、被測定艦艇１が通過して、測定を実行する。この方式は構成上、実現性が高く、３軸磁気センサ２、３が被測定艦艇の航走目標となる。
【００２１】
なお、この図４に示す実施形態において、３軸磁気センサ２、３はブイで浮かせているが、これに代えて、これら３軸磁気センサ２、３をブイの真下の海底に設置しても良い。つまり、海底に設置する３軸磁気センサ列４の左右両端に、艦艇の左右両サイドの磁気測定用の３軸磁気センサ２、３をそれぞれ配置する。艦艇の側方に設けられるので、水平成分を分離可能であり、水深≪側方距離であれば、十分に実用的である。
【００２２】
図５は、水中ビークル５に３軸磁気センサを搭載し、被測定艦艇１からビークル５を誘導して測定する。この方法では、センサ設置工程が不要であり、測定時間短縮が期待できる。また、被測定艦艇１は航走しないで、測定が可能である。  図６は、測定ブイ６に複数個の３軸磁気センサ２（３）を吊るして、投げ込み、海中に浮かしておく。この測定ブイ６の近傍横を被測定艦艇が走航することにより測定を行う。この方法ではセンサ設置工程時間が短縮できる。
【００２３】
次に、上記実施形態で使用する船体磁界測定システムについて説明する。図８は、その船体磁界測定システムの構成を示すブロック図である。この船体磁界測定システムは、データ処理装置１０と、これに接続される３軸磁気センサ２、３、４と船首方向センサ１１とから構成されている。データ処理装置１０は、センサＩ／Ｆ１２と、ＣＰＵ１３と、メモリ１４と、表示部１５と、記憶部１６とから構成されている。ハード構成自体は、よく知られたデータ処理装置と特に変わるところはない。このデータ処理装置１０は、艦艇上、又は陸上に設置する。３軸センサ２、３、４は、図１等で示すものである。船首方向センサ１１は、被測定艦艇１の船首がＮ（北）方向を向いているか、Ｓ（南）方向を向いているか、検出するセンサである。この船首方向センサ１１は、測定者が方向を入力するようにして配備を省略しても良い。
【００２４】
この船体磁界測定システムにより、船体磁界を測定する場合の処理動作を、図９に示すフロー図を参照して説明する。処理開始後、先ずステップＳＴ１において、船首方向センサ１１により、被測定艦艇１の船首方向がＮを向いているか否か判定する。船首がＮを向いている状態を確認すると、ステップＳＴ２へ移行する。ステップＳＴ２においては、被測定艦艇１の船首をＮ方向に向けた状態で、３軸磁気センサ２、３、４により磁界測定を行う。次に、ステップＳＴ３において、各測定値は、メモリ１４に記憶する。次に、ステップＳＴ４へ移行する。
【００２５】
ステップＳＴ４において、被測定艦艇１の船首がＳ方向を向いているか否かを判定する。被測定艦艇の向きが変えられ、Ｓ方向に向いた状態となると、ステップＳＴ５へ移行する。ステップＳＴ５においては、被測定艦艇１の船首をＳ方向に向けた状態で、３軸磁気センサ２、３、４により、磁界測定を行う。次に、ステップＳＴ６において、各測定値をメモリ１４に記憶する。続いて、ステップＳＴ７へ移行する。
【００２６】
ステップＳＴ７においては、メモリ１４より、船首がＮ方向を向いている時の３軸磁気センサ２の各測定値Ｈｘと、３軸磁気センサ３の各測定値Ｈｘを読み出し、加算して２で割算し、算出して得た値を船首方向磁気ＬＭN として、メモリ１４に記憶する。次に、ステップＳＴ８へ移行する。ステップＳＴ８においては、メモリ１４から読み出した３軸磁気センサ２の各測定値Ｈｘから３軸磁気センサ３の各測定Ｈｘを減算して、２で割算し、算出して得た値を左右舷方向磁気ＡＭN として、メモリ１４へ記憶する。続いて、ステップＳＴ９へ移行する。
【００２７】
ステップＳＴ９においては、メモリ１４より、船首がＳ方向を向いている時の３軸磁気センサ２の各測定値Ｈｘと、３軸磁気センサ３の各測定値Ｈｘを読み出し、加算して２で割算し、算出して得た値を船首方向磁気ＬＭS として、メモリ１４に記憶する。次に、ステップＳＴ１０へ移行する。ステップＳＴ１０においては、メモリ１４から読み出した船首方向Ｓ時に測定した３軸磁気センサ２の各測定値Ｈｘから３軸磁気センサ３の各測定Ｈｘを減算して、２で割算し、算出して得た値を左右舷方向磁気ＡＭN として、メモリ１４へ記憶する。次にステップＳＴ１１へ移行する。
【００２８】
ステップＳＴ１１においては、メモリ１４に記憶したＬＭN 、ＬＭS を読み出して、これを加算し、２で割算し、算出して得たＩＬＭ（船首尾方向の誘導磁気）をメモリ１４に記憶する。次に、ステップＳＴ１２へ移行する。ステップＳＴ１１においては、メモリ１４から読み出したＬＭN からＬＭS を減算し、２で割算し、算出して得たＰＬＭ（船首尾方向の永久磁気）を記憶する。
【００２９】
次に、ＰＬＭとＶＭ（垂直方向磁気）を分離するために、艦艇１につき、複数個のダイポールからなるマルチダイポールモデルを仮定し、左右サイドのＰＬＭ波形（Ｈｘ、Ｈｙ）との誤差が最小となるように、ダイポール値を決定する。このマルチダイポール値から、船底下のＰＬＭ波形（Ｈｘ、Ｈｙ）を計算し、測定したＰＬＭ＋ＶＭ残りの波形から差し引いてＰＬＭとＶＭ残りを分離する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施形態を説明する３軸磁気センサの配置を示す図である。
【図２】同実施形態において被測定艦艇の船首を北に向けた場合の磁気測定波形を説明する図である。
【図３】同実施形態において被測定艦艇の船首を南に向けた場合の磁気測定波形を説明する図である。
【図４】同実施形態で使用する左右設置の３軸磁気センサの具体例の１つを説明する図である。
【図５】同実施形態で使用する左右設置の３軸磁気センサの他の具体例を説明する図である。
【図６】同実施形態で使用する左右設置の３軸磁気センサの更に他の具体例を示す図である。
【図７】艦艇から発する船体磁気を説明する図である。
【図８】上記実施形態で使用する船体磁界測定システムの構成を示すブロック図である。
【図９】同船体磁界測定システムの測定処理を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
【００３１】
１      被測定艦艇
２      右用３軸磁気センサ
３      左用３軸磁気センサ
４      船底用３軸磁気センサ
５      水中ビークル
６      測定ブイ
１０    データ処理装置
１１    船首方向センサ
１２    センサＩ／Ｆ
１３    ＣＰＵ
１４    メモリ
１５    表示部
１６    記録部
【図１】
2005195479.tif 000003
【図２】
2005195479.tif 000004
【図３】
2005195479.tif 000005
【図４】
2005195479.tif 000006
【図５】
2005195479.tif 000007
【図６】
2005195479.tif 000008
【図７】
2005195479.tif 000009
【図８】
2005195479.tif 000010
【図９】
2005195479.tif 000011