(57)【要約】【課題】通信アンテナの高さ位置を高く保持するとともに、通信アンテナに対する船舶の動揺の影響を排除することで、通信アンテナの通信性能を向上させることができる、船舶の通信方法、船舶、船舶間の通信システム、及び、船陸間の通信システム船舶を提供する。【解決手段】船舶１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃに搭載された通信機器２に通信用のケーブル３を介して接続された通信アンテナ４を飛行体７（７ａ、７ｂ）で保持又は吊り下げて、この飛行体７（７ａ、７ｂ）を空中に浮揚させることで、通信アンテナ４を船舶１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃの上空に維持した状態で、通信アンテナ４が接続された通信機器２を使用して船舶間および／または船陸間での通信を行なう。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶に搭載された通信機器に接続された通信アンテナを飛行体で保持又は吊り下げて、この飛行体を空中に浮揚させることで、前記通信アンテナを前記船舶の上空に維持して、前記通信アンテナが接続された前記通信機器を使用して通信を行なうことを特徴とする船舶の通信方法。
【請求項２】
通信機器と、この通信機器に通信用のケーブルで接続された通信アンテナと、前記通信アンテナを保持又は吊り下げて、空中に浮揚させた状態で前記通信アンテナを前記船舶の上空に維持する飛行体とを備えていることを特徴とする船舶。
【請求項３】
前記飛行体への給電装置と、この給電装置と前記飛行体とを接続する給電用のケーブルとを備え、この給電用のケーブルによって空中に浮揚させた状態の前記飛行体への給電を行なうように構成していることを特徴とする請求項２に記載の船舶。
【請求項４】
前記通信機器と前記通信アンテナを接続する前記ケーブルを、前記飛行体と前記通信機器との間の中途部分で保持する中継飛行体を備え、前記飛行体により前記通信アンテナを前記船舶の上空に維持する際に、前記中継飛行体が前記ケーブルの中途部分を空中で保持または吊り下げた状態にするように構成していることを特徴とする請求項２又は３に記載の船舶。
【請求項５】
前記飛行体が、自身の位置情報と自身の方位情報と自身の姿勢情報を取得する位置情報等取得手段と、この位置情報等取得手段から取得した自身の位置情報と自身の方位情報と自身の姿勢情報に従って前記飛行体の操縦を自動で行なう自律飛行制御手段とを備えて構成されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項６】
前記飛行体が、自身の浮力で浮遊する浮遊飛行体、自身のエネルギーを使用せずに風力を利用して浮遊する風力飛行体、自身のエネルギーを利用して動力により浮揚する動力飛行体のいずれかであることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の船舶を用いて、船舶間で通信を行なうことを特徴とする船舶間の通信システム。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の船舶と、陸地の通信基地との間で通信を行なうことを特徴とする船陸間の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶の通信方法、船舶、船舶間の通信システム、及び、船陸間の通信システムに関し、より詳細には、通信アンテナの高さ位置を高く保持するとともに、通信アンテナに対する船舶の動揺の影響を排除することで、通信アンテナの通信性能を向上させることができる、船舶の通信方法、船舶、船舶間の通信システム、及び、船陸間の通信システム船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶に搭載する通信アンテナは、洋上における船舶間、船陸間の通信、特に指向性の強い通信においては、通信性能（通信距離や通信品質等）を向上させるために、できうる限り高い位置に設置することが重要である。それ故、従来の船舶では、通信アンテナをブリッジやマスト等の高い位置に設置している。
【０００３】
しかしながら、船舶においては、船体の復原性を確保する上で船体の重心を低くする必要があるため、ブリッジやマスト等の構造体をむやみに高く建造することはできない。そのため、船体の大きさによって通信アンテナの設置できる高さ位置は自ずと制限されてしまう。それ故、特に、小型の船舶においては、通信アンテナを高い位置に設置することは困難であった。また、船舶は波などの影響を受けて動揺するので、船体の高い位置に設置されている通信アンテナもこの船体の動揺により大きく動いてしまうため、波浪中等の船舶の動揺れが激しい場合には通信品質が低下するという問題があった。
【０００４】
特に、これらの問題は、船舶が小型の場合には、船舶の船体構造の高さが低く、一般的に、波の船体動揺への影響も大きく、船舶の動揺が大きくなるので、重要な課題となっている。
【０００５】
この通信アンテナを高い位置に設置する方法としては、例えば、通信アンテナ自体又は通信アンテナを支持する支柱などを高くする方法が考えられるが、この場合には、通信アンテナや支柱などの強度が問題となる。例えば、通信アンテナや支柱を太く頑丈な素材で形成することで通信アンテナや支柱などの強度を上げて通信アンテナの位置を高くすることはできるが、通信アンテナや支柱などの重量が大きくなり船体の重心が高くなるとともに、風の抵抗も大きくなり、風圧中心が高い位置になるので船体の姿勢や運動に影響を与える。それ故、通信アンテナ自体を長くする方法は採用し難い。
【０００６】
これに関連して、従来技術においては、例えば、波浪中等の船舶の動揺れに対して通信アンテナの通信品質を維持する装置として、鉛直面内指向性最大方向と水平面とのなす角である指向性仰角を調整可能にして、アンテナの鉛直面内指向性が最大となる鉛直面内指向性最大方向を船舶の傾きに応じて補償する、船舶レーダ装置のアンテナ支持装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、波浪中等の船舶の動揺れに対して、レーダアンテナを鉛直軸周りに回転動作させる回転動作装置を支持する支持部の姿勢を水平面と略平行に制御する制御装置を備えてレーダアンテナを水平面と略平行に維持することで、確実に対象物の位置または方向を認識することができる船舶用レーダ装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
しかしながら、これらのレーダ装置においては、通信アンテナ（レーダアンテナ）の通信品質を維持することはできるが、船舶の動揺に対して、通信アンテナの支持装置を、通信アンテナが船舶の動揺の影響を受けない構造にしており、装置が複雑化及び重量化すると共に、通信アンテナを高い位置に配置することによる上記の問題を解決できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３１１１８７
【特許文献２】特開２００６−３２９７３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、船舶の船体構造に関係なく通信アンテナを高く維持でき、しかも、船舶の動揺の影響を排除して通信アンテナの動揺を防ぐことで、通信アンテナの通信性能を向上させることができる。船舶の通信方法、船舶、船舶間の通信システム、及び、船陸間の通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明の船舶の通信方法は、船舶に搭載された通信機器に接続された通信アンテナを飛行体で保持又は吊り下げて、この飛行体を空中に浮揚させることで、前記通信アンテナを前記船舶の上空に維持して、前記通信アンテナが接続された前記通信機器を使用して通信を行なうことを特徴とする方法である。
【００１２】
この方法によれば、通信アンテナを保持又は吊り下げた飛行体を空中に浮揚させることで通信アンテナを高い位置に配置してその位置を維持することができる。また、通信アンテナが船舶の動揺の影響を受けないので、通信アンテナの動揺が少なくなり、通信アンテナの通信性能を向上させることができる。これにより、船舶間および／または船陸間での通信精度の向上や通信可能距離の延長を図ることができる。
【００１３】
また、ここでの「通信アンテナ」の通信の意味は広義であり、双方向の会話のやり取りだけではなく、一方向も双方向も含み、データの内容も会話だけでなく、レーダなどの受法も含むものであり、通信アンテナの種類としても、送信用アンテナや受信用アンテナや送受信用アンテナの他にも、レーダ用のアンテナ等も含む。なお、指向性の強い通信手段を用いる場合は、通信アンテナの高さや自身の方向の維持が重要になるので、本発明の効果が特に大きくなる。
【００１４】
また、この通信アンテナは一つの飛行体に１基に限らず、複数基保持させてもよく、また、単数のみならず複数の飛行体により１基または複数のアンテナを保持してもよい。
【００１５】
そして、上記の目的を達成するための本発明の船舶は、通信機器と、この通信機器に通信用のケーブルで接続された通信アンテナと、前記通信アンテナを保持又は吊り下げて、空中に浮揚させた状態で前記通信アンテナを前記船舶の上空に維持する飛行体とを備えているように構成されている。
【００１６】
この構成によれば、通信アンテナを保持又は吊り下げた飛行体を空中に浮揚させることで通信アンテナを高い位置に配置してその位置を維持する。また、通信アンテナが船舶の動揺の影響を受けないので、通信アンテナの動揺が少なくなり、通信アンテナの通信性能を向上させることができる。これにより、船舶間および／または船陸間での通信精度の向上や通信可能距離の延長を図ることができる。
【００１７】
また、上記の船舶において、前記飛行体への給電装置と、この給電装置と前記飛行体とを接続する給電用のケーブルを備え、この給電用のケーブルによって空中に浮揚させた状態の前記飛行体への給電を行なうように構成していると、次のような効果を発揮できる。
【００１８】
つまり、飛行体を空中に浮揚させた状態で船舶に備えた給電装置から飛行体への給電を継続して行えるので、長時間継続して飛行体および通信アンテナを空中に浮揚させることが可能になる。さらに、動力により浮遊する飛行体の場合には、飛行体が空中に浮揚するために必要とする電気エネルギーを蓄える充電設備を、飛行体側に設ける必要がなくなる。また、充電設備を備えたとしても小容量で済む。そのため、飛行体を著しく軽量化することができる。
【００１９】
これにより、また、飛行体と船舶とが、通信用の電線や光通信用の光ファイバーなどで形成される通信用のケーブルに比べて太くなる給電用（動力用）のケーブルによっても接続された状態になるので、飛行体と船舶とが比較的太く頑丈なケーブルで接続された状態になるので、ケーブルの断線の可能性を著しく小さくでき、飛行体が故障を起こした場合においても、このケーブルを手繰り寄せることで飛行体を船舶に確実に、また、速やかに回収することが可能となる。
【００２０】
また、上記の船舶において、前記通信機器と前記通信アンテナを接続する前記ケーブルを、前記飛行体と前記通信機器との間の中途部分で保持する中継飛行体を備え、前記飛行体により前記通信アンテナを前記船舶の上空に維持する際に、前記中継飛行体が前記ケーブルの中途部分を空中で保持または吊り下げた状態にするように構成していると、次のような効果を発揮できる。
【００２１】
つまり、ケーブルの重量の一部または全部を中継飛行体によって負担することができるので、ケーブルの重量やケーブルに加わる風力等の外力による飛行体に加わる荷重を低減することができる。従って、飛行体と中継飛行体の両方によって、より長いケーブルを空中に配置及び維持することが可能となり、ケーブルを接続した状態で通信アンテナをより高い位置に配置してその位置を維持することができる。これにより、通信アンテナの通信性能をより向上させることができ、船舶間および／または船陸間での通信精度の向上や通信可能距離の延長をより効果的に図ることができる。
【００２２】
上記の船舶において、前記飛行体が、自身の位置情報と自身の方位情報と自身の姿勢情報を取得する位置情報等取得手段と、この位置情報等取得手段から取得した自身の位置情報と自身の方位情報と自身の姿勢情報に従って前記飛行体の操縦を自動で行なう自律飛行制御手段とを備えた構成されていると、次のような効果を発揮できる。
【００２３】
つまり、飛行体が自律飛行することが可能となるので、飛行体を制御するのに要する管理者の労力を低減することができる。また、位置情報等取得手段を備えたことで、通信アンテナを保持又は吊り下げた飛行体を、通信アンテナの通信性能を向上させるのに適した位置に移動させたり、さらには、飛行体の方位を変更させたりする制御をすることにより、船舶の方位に関係なく、通信アンテナを最適な通信方向へ指向させることができるので、通信アンテナの通信性能を向上させるのに著しく有利となる。
【００２４】
なお、この自律飛行制御手段を備えた飛行体としては、プロペラ等による推進力を用いて浮上・移動し、自己位置・自己方位・自己姿勢を制御することができる、ヘリコプター、マルチコプター、気球等を採用することができる。
【００２５】
上記の船舶において、前記飛行体が、自身の浮力で浮遊する浮遊飛行体、自身のエネルギーを使用せずに風力を利用して浮遊する風力飛行体、自身のエネルギーを利用しての動力により浮揚する動力飛行体のいずれかである。
【００２６】
この飛行体としては、数多くの飛行する物体が考えられるが、自身の浮力で浮揚する浮揚飛行体としては、自身の持つ浮力によって空中に留まることのできる、気球や風船や飛行船等がある。また、風力を利用して浮揚する風力飛行体としては、凧やグライダー等がある。さらに、自身のエネルギーを利用しての動力により浮揚する動力飛行体としては、飛行機、２つ以下の回転翼を有するヘリコプター、３つ以上の回転翼を有するマルチコプター等がある。
【００２７】
いずれにしても、長時間船舶の上空に留まっていることが重要なので、長い滞空時間で、飛行又は空中浮揚できる飛行体が好ましい。また、船舶の移動に追従できる移動能力は、船舶停止時のみ通信アンテナを使用する場合にはあまり必要がないが、船舶の移動時にも使用できるように、移動能力がある方がより好ましい。
【００２８】
そして、上記の目的を達成するための本発明の船舶間の通信システムは、上記の船舶を用いて、船舶間で通信を行なう。これにより、通信を行う少なくとも１隻の船舶が、上記の通信アンテナを保持又は吊下げた飛行体を空中に浮揚させて、通信アンテナを空中に配置及び維持した状態で、船舶間における通信を行なうので、船舶の動揺の影響を受けることなく動揺の少ない状態で、高い位置にある通信アンテナを使用して、通信できるので、これにより、船舶間での通信精度の向上や通信可能距離の延長を図ることができる。
【００２９】
また、上記の目的を達成するための本発明の船陸間の通信システムは、上記の船舶と、陸地の通信基地との間で通信を行なう。これにより、通信を行う少なくとも１隻の船舶が、上記の通信アンテナを保持又は吊下げた飛行体を空中に浮揚させて、通信アンテナを空中に配置及び維持した状態で、船陸間における通信を行なうので、船舶の動揺の影響を受けることなく動揺の少ない状態で、高い位置にある通信アンテナを使用して、通信できるので、これにより、船陸間での通信精度の向上や通信可能距離の延長を図ることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の船舶の通信方法、船舶、船舶間の通信システム、及び、船陸間の通信システムによれば、通信アンテナを保持又は吊り下げた飛行体を空中に浮揚させることで通信アンテナを高い位置に配置してその位置を維持することができる。また、通信アンテナが船舶の動揺の影響を受けないので、通信アンテナの動揺が少なくなり、通信アンテナの通信性能を向上させることができる。これにより、船舶間および／または船陸間での通信精度の向上や通信可能距離の延長を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る実施の形態の船舶の通信方法、船舶、船舶間の通信システム、及び、船陸間の通信システムの構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態の船舶の構成を模式的に示す拡大図である。
【図３】図２の船舶の波浪中における動揺を模式的に示す図である。
【図４】本発明に係る第２の実施の形態の船舶の構成を模式的に示す拡大図である。
【図５】本発明に係る第３の実施の形態の船舶の構成を模式的に示す拡大図である。
【図６】本発明に係る第４の実施の形態の船舶の構成を模式的に示す拡大図である。
【図７】従来の船舶と別の船舶と陸地の通信基地の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る実施の形態の船舶の通信方法、船舶、船舶間の通信システム、及び、船陸間の通信システムを図面を参照しながら説明する。
【００３３】
図１〜図３に示すように、本発明に係る第１の実施の形態の船舶１は、通信機器２と、通信機器２に通信用のケーブル３で接続された通信アンテナ（空中に浮揚する通信アンテナ）４と、通信アンテナ４を保持又は吊り下げて、空中に浮揚させた状態で通信アンテナ４を船舶１の上空に維持する飛行体７とを備えている。この船舶１では、さらに、通信用のケーブル３を巻き取るリール部１１を備えている。
【００３４】
通信機器２は、船舶間および／または船陸間での通信を行なう際に使用する種々の通信機器であり、具体的には、例えば、デジタル選択呼出装置（ＤＳＣ）や無線電話、狭帯域直接印刷電信（ＮＢＤＰ）、無線ＬＡＮ送受信機等である。
【００３５】
通信用のケーブル３は、通信に用いる種々のケーブルであり、具体的には、例えば、ＡＥケーブルやＣＣＰケーブル、光ファイバーケーブル、光電力複合ケーブル等である。ただし、軽量で丈夫なケーブルを採用することが望ましい。
【００３６】
通信アンテナ４は、送信用アンテナ、受信用アンテナ、送受信用アンテナのいずれの通信アンテナも採用することができ、具体的には、例えば、線条アンテナやホイップアンテナ、ダイポールアンテナ、パラボラアンテナ、スロットアレーアンテナ、ループアンテナ等である。また、レーダ用のアンテナであってもよい。
【００３７】
飛行体７は、自身の浮力で浮揚する浮遊飛行体、自身のエネルギーを使用せずに風力を利用して浮揚する風力飛行体、自身のエネルギーを利用しての動力により浮揚する動力飛行体等で構成することができる。
【００３８】
具体的には、自身の浮力で浮揚する浮遊飛行体としては、自身の持つ浮力によって空中に留まることのできる、気球や風船や飛行船等がある。また、風力を利用して浮揚する風力飛行体としては、凧やグライダー等がある。さらに、自身のエネルギーを利用しての動力により浮揚する動力飛行体としては、固定翼を有する飛行機、２つ以下の回転翼を有するヘリコプター、３つ以上の回転翼を有するマルチコプター等がある。
【００３９】
図２及び図３に示すような、第１の実施の形態における飛行体７は、ガス気球からなる浮遊飛行体７ａで構成されている。飛行体７の側面には、単数または複数（図１〜図３では２基）の通信アンテナ４が接続されており、この通信アンテナ４に通信用のケーブル３の一端部が接続されている。通信用のケーブル３の他端部は、通信機器２や上甲板１ａ等に付設されたリール部１１を介して、船舶１の上甲板１ａ上に設置された通信機器２に接続されている。
【００４０】
このリール部１１によって通信用のケーブル３を繰り出しおよび巻き取りすることで、通信機器２と通信アンテナ４、４との間の通信用のケーブル３の繰り出し長さを変更できる構成になっている。
【００４１】
つまり、飛行体７と通信アンテナ４とは接続されて一体化した状態であり、この一体化した飛行体７および通信アンテナ４と、船舶１に設置されている通信機器２とは、リール部１１によって繰り出し長さを変更できる通信用のケーブル３を介して接続されている。
【００４２】
次に、この船舶１による通信方法を図１〜図３を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、浮遊飛行体７ａ（飛行体７）を船舶１の上甲板１ａ上に待機させた状態から、通信機器２を用いて通信を行なう状態になり、通信を終了して浮遊飛行体７ａを上甲板１ａ上に回収するまでについて説明する。
【００４３】
まず、飛行体７に浮力を発生させ、浮遊飛行体７ａと浮遊飛行体７ａが保持している通信アンテナ４を空中に浮上させる。この図１〜図３に示す第１の実施の形態では、ガス気球からなる浮遊飛行体７ａにヘリウムガスを注入することで浮力を発生させる。次に、リール部１１に巻かれて収納されている通信用のケーブル３を徐々に繰り出しながら通信アンテナ４が通信に適した高さに位置するまで浮遊飛行体７ａを浮上させ、通信アンテナ４が通信に適した高さに位置したら、リール部１１による通信用のケーブル３の繰り出しを止める。そして、この浮遊飛行体７ａと通信アンテナ４とが空中に浮揚した状態で通信機器２を使用して船舶間（例えば、船舶１と他の船舶１との間や船舶１と別の船舶２０との間）および／または船陸間（例えば、船舶１と陸上の通信基地３０との間）で通信を行う。なお、採用する通信機器２や通信アンテナ４によって異なるが、通信アンテナ４を浮上させる際の水面から通信アンテナ４の先端までの高さＨは、例えば、５ｍ〜１００ｍである。
【００４４】
つまり、この船舶１では、船舶１に搭載された通信機器２に接続された通信アンテナ４を浮遊飛行体７ａ（飛行体７）で保持又は吊り下げて、浮遊飛行体７ａを空中に浮揚させることで、通信アンテナ４を船舶１の上空に維持して、通信アンテナ４が接続された通信機器２を使用して通信を行なう。
【００４５】
通信を継続して行う場合や通信を行える状態を維持する場合には、浮遊飛行体７ａと通信アンテナ４とを継続して空中に浮揚させた状態にする。また、通信アンテナ４の浮揚する高さ位置Ｈや通信アンテナ４の方向を変更したい場合には、リール部１１を操作して通信用のケーブル３の繰り出し長さを変更する。
【００４６】
通信を行なう必要がなくなった場合には、リール部１１を操作して通信用のケーブル３を巻き取り、通信用のケーブル３の繰り出し長さを徐々に短くすることで、浮遊飛行体７ａと通信アンテナ４とを作業員や回収機器によって回収できる高さ位置になるまで引き下げる。そして、浮遊飛行体７ａと通信アンテナ４とを上甲板１ａ上に回収する。
【００４７】
このように第１の実施の形態の船舶１によれば、通信アンテナ４を保持又は吊り下げた浮遊飛行体７ａを空中に浮揚させることで通信アンテナ４を高い位置に配置してその位置を維持することができる。また、図３に示すように、通信アンテナ４を空中に浮揚した状態にすることで、通信アンテナ４が船舶１の動揺の影響を受けないので、通信アンテナ４の動揺が少なくなり、通信アンテナ４の通信性能を向上させることができる。これにより、船舶間および／または船陸間での通信精度の向上や通信可能距離の延長を図ることができる。
【００４８】
特に、船舶１が小型である場合に有効である。つまり、船舶１が小型であると船体構造の高さが低く、一般的に、波の船体動揺への影響も大きく、船舶１の動揺が大きくなる。それ故、従来の固定式の通信アンテナ４Ｘでは、水面から固定式の通信アンテナ４Ｘまでの高さＨ０を高くすることは困難である。また、固定式の通信アンテナ４Ｘは、船舶１の動揺れに伴って動揺れするので波浪中においては通信性能が低下する恐れがあった。
【００４９】
それ故、図７に示すように、固定式の通信アンテナ４Ｘしか備えていない従来の船舶１Ｘでは、通信アンテナ４Ｘの通信性能を向上させることは困難であった。一方、この船舶１では、通信アンテナ４を飛行体７によって空中に浮揚させることで、通信アンテナ４を高い位置で動揺れし難い状態に維持することができるので、波浪中においても通信性能を高い水準で維持することができる。
【００５０】
さらに、船舶１自体の重心位置を低い位置に維持したまま、船舶１の復元力や推進性能を低下させることなく、通信アンテナ４を高い位置に配置することができる。また、通信機器２によって通信を行なう時にのみ通信アンテナ４を高い位置に迅速に配置することが可能であり、通信機器２によって通信を行なう必要のない時には、通信アンテナ４を船舶１の内部に収納しておくことができる。それ故、通信アンテナ４を常に風雨にさらしておく必要がなくなる。そのため、通信アンテナ４の劣化を抑制することができ、同じ通信アンテナ４で長期間にわたって通信性能を高い水準で維持することが可能となる。
【００５１】
また、この実施の形態では、飛行体７を自身の持つ浮力によって空中に留まることのできる浮遊飛行体７ａによって構成しているので、飛行体７を空中に浮揚させるために電気エネルギーを必要としない。そのため、省エネルギー性に優れている。また、浮遊飛行体７ａは無風状態においても空中に浮揚させることができるので、通信アンテナ４を長時間継続して空中に浮揚させる場合には、特に有効である。
【００５２】
さらに、船舶１はリール部１１を備えているので、浮遊飛行体７ａおよび通信アンテナ４の高さ位置の変更や飛行体７および通信アンテナ４の回収作業を通信用のケーブル３の繰り出し長さを変更するという単純な作業で行なうことができる。それ故、専門性を有しない管理者でも容易に実施することができ、設備に要するコストも非常に小さい。
【００５３】
また、リール部１１を操作することによって通信用のケーブル３の繰り出し長さを適切な長さに調整することができるので、通信用のケーブル３が過度にたるんだ状態になることを防ぐことができる。それ故、風が吹いている場合においても通信用のケーブル３が暴れ難くすることができ、通信用のケーブル３に加わる風力による飛行体７に加わる荷重を低減することができる。また、通信用のケーブル３が絡まる可能性も低減することができる。
【００５４】
なお、この第１の実施の形態のように飛行体７を浮遊飛行体７ａで構成する場合には、浮遊飛行体７ａおよび通信アンテナ４を空中に浮揚させた状態で船舶１を移動させると、浮遊飛行体７ａは通信用のケーブル３によって牽引されることで浮遊飛行体７ａ自体が水平方向の推進力を発生させる推進機構を有していない場合でも浮遊飛行体７ａを船舶１に追尾するように移動させることができるが、浮遊飛行体７ａに水平方向に推進力を発生させる推進機構を設けることで、浮遊飛行体７ａを自力で移動させる構成にすることもできる。
【００５５】
浮遊飛行体７ａに推進機構を設けると通信用のケーブル３によって牽引する必要がなくなるため、浮遊飛行体７ａと通信用のケーブル３との間で生じる負荷（引張力）を低減することができる。そのため、浮遊飛行体７ａおよび通信用のケーブル３がより故障し難くなる。また、船舶１が航行している場合や風が吹いている場合においても、風の力に対向するように推進力を発生させることで浮遊飛行体７ａが風に流されることを防ぐことができる。
【００５６】
また、この第１の実施の形態では、リール部１１によって通信用のケーブル３の繰り出し長さを変更することで、浮遊飛行体７ａおよび通信アンテナ４の高さ位置をコントロールしているが、浮遊飛行体７ａの浮力の大きさを変化させることにより、浮遊飛行体７ａおよび通信アンテナ４の高さ位置をコントロールする構成にすることもできる。
【００５７】
例えば、浮遊飛行体７ａがヘリウムを使用するガス気球である場合を例に説明すると、浮遊飛行体７ａおよび通信アンテナ４の高さ位置を維持する場合には、浮遊飛行体７ａの浮力と浮遊飛行体７ａにかかる下方向の荷重とが拮抗するようにヘリウムの内容量を調整し、浮遊飛行体７ａおよび通信アンテナ４の高さ位置を変更したい場合には、ヘリウムの内容量を増加あるいは低減させることにより浮遊飛行体７ａの浮力の大きさを変化させて空中浮遊体７ａを上下移動させる。
【００５８】
次に、本発明に係る第２の実施の形態の船舶１Ａを図１および図４を参照して説明する。
【００５９】
船舶１Ａでは、飛行体７を３つ以上の回転翼を有するマルチコプターからなる動力飛行体７ｂで構成している。動力飛行体７ｂの上部には１基の通信アンテナ４が立設されている。
【００６０】
この飛行体７は、自身の位置情報と自身の方位情報と自身の姿勢情報を取得する位置情報等取得手段８と、この位置情報等取得手段８から取得した自身の位置情報と自身の方位情報と自身の姿勢情報に従って動力飛行体７ｂの操縦を自動で行なう自律飛行制御手段９とを備えている。
【００６１】
さらに、この動力飛行体７ｂは、船舶１Ａが移動する際に、船舶１Ａと動力飛行体７ｂとの相対位置を検知することにより、船舶１Ａを追走するように動力飛行体７ｂの操縦を自動で行なう自動追走手段１０を備えている。
【００６２】
この第２の実施の形態では、動力飛行体７ｂまたは船舶１Ａの通信機器２等に入力装置１２が設けられており、この入力装置１２に位置情報（通信アンテナ４の高さ位置や水平位置等）・方位情報（通信アンテナ４を向ける方向等）・姿勢情報（通信アンテナ４を傾ける角度等）を入力することによって、位置情報等取得手段８および自律飛行制御手段９によって動力飛行体７ｂおよび通信アンテナ４を入力した位置・方位・姿勢になるように自動制御できる構成になっている。また、入力装置１２により、自動追走手段１０を用いて船舶１Ａを自動追走する設定や動力飛行体７ｂを自動操作から管理者による手動操作に切り替える設定を行なうこともできるように構成されている。
【００６３】
船舶１Ａは、さらに、動力飛行体７ｂへの給電装置５と、この給電装置５と動力飛行体７ｂとを接続する給電用のケーブル６とを備えており、この給電用のケーブル６によって空中に浮揚させた状態の動力飛行体７ｂへの給電を行なうように構成されている。
【００６４】
なお、この実施の形態では、通信用のケーブル３と給電用のケーブル６とを束ねて１本のケーブル（以下、結束ケーブル３、６）にまとめており、リール部１１によってこの結束ケーブル３、６の繰り出し長さを変更できる構成になっている。通信機器２と給電装置５も１ヶ所にまとめて設置されている。
【００６５】
また、この第２の実施の形態では、動力飛行体７ｂが位置情報等取得手段８によって取得した位置情報、方位情報、姿勢情報をリール部１１に伝達することで、リール部１１はこの位置情報等取得手段８の取得した情報に連動して、動力飛行体７ｂおよび通信アンテナ７の位置、方位、姿勢に適した結束ケーブル３、６の繰り出し長さを自動で制御する構成になっている。つまり、この実施の形態では、動力飛行体７ｂとリール部１１が入力装置１２の入力指示に従って自動制御される構成になっている。
【００６６】
次に、この船舶１Ａによる通信方法を図１および図４を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、動力飛行体７ｂを船舶１の上甲板１ａ上に待機させた状態から、通信機器２を用いて通信を行なう場合を例示する。
【００６７】
まず、入力装置１２に通信アンテナ４を上空に配置する際の位置情報、方位情報、姿勢情報を入力する。すると、給電用のケーブル６を通じて給電装置５から動力飛行体７ｂに電気エネルギーが給電され、動力飛行体７ｂおよび通信アンテナ４は空中に浮上し始める。動力飛行体７ｂおよび通信アンテナ４は、入力装置１２に入力された位置まで自動操縦によって浮上し、入力された位置に到着するとその位置にホバリングした状態で入力された方位・姿勢になるように自動操縦される。
【００６８】
この際、リール部１１は、動力飛行体７ｂに結束ケーブル３、６の引張力が作用しないように、動力飛行体７ｂおよび通信アンテナ４の位置・方位・姿勢に応じて、結束ケーブル３、６の繰り出し長さを自動で制御する。具体的には、動力飛行体７ｂに結束ケーブル３、６の引張力が作用することなく動力飛行体７ｂ７が安定した状態で浮上することができるように、動力飛行体７ｂが浮上する直前においては、結束ケーブル３、６を長めに繰り出してたるんだ状態にする。動力飛行体７ｂと通信アンテナ４とを空中に浮揚させている状態においては、動力飛行体７ｂに結束ケーブル３、６の引張力が作用しないように若干のたるみを確保しつつ、結束ケーブル３、６が風の影響を受けて暴れないように結束ケーブル３、６の繰り出し長さをできる限り短く調整する。そして、この動力飛行体７ｂと通信アンテナ４とを空中に浮揚させた状態で通信機器２を使用して船舶間および／または船陸間で通信を行う。
【００６９】
通信を継続して行う場合や通信を行える状態を維持する場合には、動力飛行体７ｂと通信アンテナ４とを継続して空中に浮揚させた状態にする。また、通信アンテナ４の位置（浮揚させる高さ位置や水平位置）や方位、姿勢を変更したい場合には、入力装置１２に新たな情報を入力し、動力飛行体７ｂを自動制御する。船舶１Ａを移動させる場合には、船舶１Ａの自動追走を行う設定にする。
【００７０】
通信を行なう必要がなくなった場合には、入力装置１２に着地地点の情報を入力し、動力飛行体７ｂと通信アンテナ４を船舶１Ａ上に着地させる。あるいは、回収できる高さ位置になるまで動力飛行体７ｂと通信アンテナ４を下降させ、作業員や回収機器によって船舶１上に回収する。なお、上記で示した動力飛行体７ｂやリール部１１の操作は、手動操作に切り替えることで管理者が操作してもよい。
【００７１】
このように、この実施の形態では、飛行体７を自身のエネルギーを利用しての動力により浮遊する動力飛行体７ｂで構成しているので、動力飛行体７ｂを高さ方向にも水平方向にも自由に移動させることができる。また、動力飛行体７ｂは操作性に優れているため、通信アンテナ４の位置や向きを変更したい場合や、船舶を移動させた状態で通信を行いたい場合には有利である。特に、動力飛行体７ｂを３つ以上の回転翼を有するマルチコプターで構成すると、通信アンテナ４の位置や向きを精度よく迅速に制御することが可能となり、一定の位置にホバリングすることもできるので、通信アンテナ４の通信性能を向上させるのにさらに有利になる。
【００７２】
また、船舶１Ａは給電装置５と給電用のケーブル６を備えているので、動力飛行体７ｂを空中に浮揚させた状態で船舶１Ａに備えた給電装置５から動力飛行体７ｂへの給電を継続して行える。そのため、動力飛行体７ｂおよび通信アンテナ４を長時間継続して空中に浮揚させることが可能になる。さらに、動力飛行体７ｂが空中に浮揚するために必要とする電気エネルギーを蓄える充電設備を、動力飛行体７ｂ側に設ける必要がなくなる。また、充電設備を備えたとしても小容量で済む。そのため、動力飛行体７ｂを著しく軽量化することができる。
【００７３】
これにより、また、動力飛行体７ｂと船舶１Ａとが、通信用のケーブル３に比べて太くなる給電用（動力用）のケーブル６によっても接続された状態になるので、動力飛行体７ｂが故障を起こし、操作できなくなった場合においても、動力飛行体７ｂを船舶１Ａに確実に、また、速やかに回収することが可能となる。
【００７４】
さらに、船舶１Ａは、動力飛行体７ｂが位置情報等取得手段８と自律飛行制御手段９とを備え、動力飛行体７ｂが自律飛行することが可能な構成になっているので、動力飛行体７ｂを制御するのに要する管理者の労力を低減することができる。また、位置情報等取得手段８を備えたことで、通信アンテナ４を保持又は吊り下げた動力飛行体７ｂを、通信アンテナ４の通信性能を向上させるのに適した位置に移動させたり、さらには、動力飛行体７ｂの方位を変更させたりする制御をすることにより、船舶１Ａの方位に関係なく、通信アンテナ４を最適な通信方向へ指向させることができるので、通信アンテナ４の通信性能を向上させるのに著しく有利となる。
【００７５】
なお、この自律飛行制御手段９を備えた動力飛行体７ｂとしては、プロペラ等による推進力を用いて浮上・移動し、自己位置・自己方位・自己姿勢を制御することができる、ヘリコプター、マルチコプター、気球等を採用することができる。
【００７６】
また、この第２の実施の形態では、動力飛行体７ｂが船舶１Ａを自動追走できる自動追走制御手段１０を備えているので、船舶１Ａが移動中であっても動力飛行体７ｂを自動で追走させることが可能となる。そのため、常時、動力飛行体７ｂと通信アンテナ４を船舶１Ａの所定距離の範囲内に維持できるとともに、動力飛行体７ｂが自動的に位置保持するので、この動力飛行体７ｂを船舶１Ａの移動に追従させて、所定の距離を維持するための制御に要する管理者の労力を低減することができる。
【００７７】
さらに、船舶１Ａでは、リール部１１を動力飛行体７ｂの位置情報等取得手段８の情報に応じて自動制御する構成にしているので、動力飛行体７ｂが自律飛行して移動する場合においても、通信アンテナ４と通信機器２との間の結束ケーブル３、６の繰り出し長さをある程度たるみを有した状態で、かつ、できる限り短い適切な繰り出し長さに自動で調整することができる。そのため、結束ケーブル３、６に加わる風力等の外力による動力飛行体７ｂに加わる荷重を低減することができ、動力飛行体７ｂをより安定した状態で飛行させることが可能になる。また、風の影響による結束ケーブル３、６の暴れや、通信用のケーブル３が絡まる可能性を低減することができる。
【００７８】
次に、本発明に係る第３の実施の形態の船舶１Ｂを図５を参照して説明する。
【００７９】
船舶１Ｂは、図４に示した第２の実施の形態の船舶１Ａにさらに、中継飛行体１３を付加した構成になっている。なお、船舶１Ｂでは、飛行体７の下部に１基の通信アンテナ４が吊り下げられている。その他の構成は第２の実施の形態の船舶１Ａと同じである。
【００８０】
中継飛行体１３は、通信機器２と通信アンテナ４を接続する通信用のケーブル３および／または給電用のケーブル６を、飛行体７と通信機器２との間の中途部分で保持する飛行物体であり、飛行体７と同様に、例えば、自身の浮力で浮遊する浮遊飛行体、自身のエネルギーを使用せずに風力を利用して浮遊する風力飛行体、自身のエネルギーを利用しての動力により浮遊する動力飛行体等で構成することができる。
【００８１】
言い換えると、中継飛行体１３を通信用のケーブル３および／または給電用のケーブル６と直接または間接的に接続した状態で中継飛行体１０を飛行体７と共に空中に浮揚させることにより、空中にある状態の通信用のケーブル３および／または給電用のケーブル６の中途部分を中継飛行体によって空中で保持することができる構成になっている。
【００８２】
この図５示す構成では、飛行体７として動力飛行体７ｂを用い、中継飛行体１３も中継用の動力飛行体７ｂを用いているが、飛行体７として浮遊飛行体７ａを用いてもよく、中継飛行体１３に中継用の浮遊飛行体１３ａを用いてもよい。また、船舶１Ｂに中継飛行体１３を１台備える構成にしているが、２台以上の中継飛行体１３を備える構成にすることもできる。また、中継飛行体１３と通信用のケーブル３および／または給電用のケーブル６の接続方法は下記の方法に限定されない。
【００８３】
図５示す中継飛行体１３は、マルチコプターからなる中継用の動力飛行体１３ｂで構成されている。より詳しくは、中継用の動力飛行体１３ｂの中央部分には通信用のケーブル３および給電用のケーブル６（以下、結束ケーブル３、６）が貫通する大きさの貫通孔が形成されており、結束ケーブル３、６は中継用の動力飛行体１３ｂに形成されている貫通孔を貫通した状態になっている。
【００８４】
そして、貫通孔には結束ケーブル３、６を着脱自在に接続可能な留め具が設けられており、この留め具によって結束ケーブル３、６が保持された状態になっている。貫通孔の上部には、結束ケーブル３、６の外側を囲うように、結束ケーブル３、６が倒れ込むことを防止する剛性カバー部１４が設けられており、結束ケーブル３、６がたるんだ場合においても結束ケーブル３、６が中継用の動力飛行体１３ｂの回転翼に接触し難いように構成されている。
【００８５】
また、中継用の動力飛行体１３ｂにも動力飛行体７ｂと同様に給電用のケーブル６を通じて給電装置５から給電できるように構成されており、中継用の動力飛行体１３ｂも動力飛行体７ｂと同様に位置情報取得手段８と自律飛行制御手段９と自動追走制御手段１０を備えており、入力装置１２によって自動制御できるようになっている。
【００８６】
船舶１Ｂは、図１および図４に示した第２の実施の形態の船舶１Ａと同じ方法で通信を行なう。ただし、船舶１Ｂでは、通信アンテナ４を保持した飛行体７（動力飛行体７ｂ）と共に結束ケーブル３、６を保持した中継飛行体１３（中継用の動力飛行体１３ｂ）を空中に浮揚させた状態で、通信機器２を使用して船舶間および／または船陸間で通信を行う。なお、通信アンテナ４を船舶１Ｂの上空に浮上させる際には、先に飛行体７をある程度浮上させ、その後に中継飛行体１３を浮上させるようにするとよい。
【００８７】
このように、船舶１Ｂでは、中継飛行体１３を備え、結束ケーブル３、６の中途部分を中継飛行体１３によって空中で保持する構成にしているので、ケーブルの重量の一部または全部を中継飛行体１３によって負担することができる。このことにより、結束ケーブル３、６の重量や結束ケーブル３、６に加わる風力等の外力による飛行体７に加わる荷重を低減することができる。従って、飛行体７と中継飛行体１３の両方によって、より長い結束ケーブル３、６を空中に配置及び維持することが可能となり、結束ケーブル３、６を接続した状態で通信アンテナ４をより高い位置に配置してその位置を維持することができる。これにより、通信アンテナ４の通信性能をより向上させることができ、船舶間および／または船陸間での通信精度の向上や通信可能距離の延長をより効果的に図ることができる。
【００８８】
次に、本発明に係る第４の実施の形態の船舶１Ｃを図６を参照して説明する。
【００８９】
船舶１Ｃでは、飛行体７に直接通信アンテナ４を接続するのではなく、通信アンテナ４を設置台１５に接続し、この設置台１５を飛行体７に接続し、飛行体７によって設置台１５を空中に浮揚させることにより、通信アンテナ４を船舶１Ｃの上空に維持する構成になっている。図６の構成では、飛行体７に動力飛行体７ｂを用いて、中継飛行体１３には、中継用の浮遊飛行体１３ａを用いているが、飛行体７として浮遊飛行体７ａを用いてもよく、中継飛行体１３に中継用の動力飛行体１３ｂを用いてもよい。
【００９０】
より具体的には、３基の通信アンテナ４が立設された設置台１５の３方向に３本の吊り部材１６の一端部がそれぞれ接続されており、それぞれの吊り部材１６の他端部はマルチコプターからなる動力飛行体７ｂで構成された計３台の飛行体７にそれぞれ接続されている。通信アンテナ４には、通信用のケーブル３が接続されており、それぞれの飛行体７には、給電用のケーブル６が接続されている。そして、通信用のケーブル３および給電用のケーブル６は船舶１Ｃの上甲板１ａ上に設置された通信機器２と給電装置５にそれぞれ接続されている。
【００９１】
なお、通信用のケーブル３と給電用のケーブル６は、途中で束ねられて１本のケーブル（以下、結束ケーブル３、６）にまとめられており、通信機器２および給電装置５に付設したリール部１１によって結束ケーブル３、６の繰り出し長さを変更できる構成になっている。さらに、結束ケーブル３、６の中途部分には、ガス気球からなる中継用の浮遊飛行体１３ａで構成された中継飛行体１３が間隔を置いて２台設けられており、それぞれの中継飛行体１３はこの中継飛行体１３から張り出したアーム１７によって結束ケーブル３、６を掴んで保持した状態になっている。
【００９２】
船舶１Ｃにおいても、図５に示した第３の実施の形態の船舶１Ｂと同じの方法で通信を行なう。ただし、船舶１Ｃでは、３台の飛行体７によって設置台１５を空中に吊り下げるようにして通信アンテナ４を上空に維持する。そして、３台の飛行体７のそれぞれの位置・方位・姿勢を相対的に変化させることによって通信アンテナ４の位置・方位・姿勢を変更する。
【００９３】
上記の実施の形態では示していないが、飛行体７を凧やグライダー等の風力を利用して浮揚する風力飛行体で構成することも可能である。風力飛行体は、飛行体７を空中に浮揚させるために電気エネルギーを必要としないため、省エネルギー性に優れている。また、風力飛行体は上空で迅速に旋回させることができるため、通信アンテナ４を短時間で広範囲に移動させたい場合等には有効である。
【００９４】
次に、本発明に係る実施の形態の船舶間の通信システムについて説明する。この船舶間の通信システムは、上記の船舶１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）を用いて、船舶１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）と船舶１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）、あるいは、船舶１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）と他の船舶２０との間で船舶間の通信を行なう。これにより、通信を行う少なくとも１隻の船舶１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）が、上記の通信アンテナ４を保持又は吊下げた飛行体７を空中に浮揚させて、通信アンテナ４を空中に配置及び維持した状態で、船舶間における通信を行なうので、船舶１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）の動揺の影響を受けることなく動揺の少ない状態で、高い位置にある通信アンテナ４を使用して、通信できるので、これにより、船舶間での通信精度の向上や通信可能距離の延長を図ることができる。
【００９５】
次に、本発明に係る実施の形態の船陸間の通信システムについて説明する。この船陸間の通信システムは、上記の船舶１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）と、陸地の通信基地３０との間で通信を行なう。これにより、通信を行う少なくとも１隻の船舶１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）が、上記の通信アンテナ４を保持又は吊下げた飛行体７を空中に浮揚させて、通信アンテナ４を空中に配置及び維持した状態で、船陸間における通信を行なうので、船舶の動揺の影響を受けることなく動揺の少ない状態で、高い位置にある通信アンテナを使用して、通信できるので、これにより、船陸間での通信精度の向上や通信可能距離の延長を図ることができる。
【００９６】
上記のように、本発明に係る実施の形態の船舶の通信方法、船舶１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、船舶間の通信システム、及び、船陸間の通信システムによれば、通信アンテナ４を保持又は吊り下げた飛行体７を空中に浮揚させることで通信アンテナ４を高い位置に配置してその位置を維持することができる。また、通信アンテナ４が船舶１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃの動揺の影響を受けないので、通信アンテナ４の動揺が少なくなり、通信アンテナ４の通信性能を向上させることができる。これにより、船舶１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、２０の船舶相互間、および／または、船舶１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃと陸地３０の船陸間での通信精度の向上や通信可能距離の延長を図ることができる。
【００９７】
なお、本発明において、通信アンテナ４の種類や、飛行体７に対する通信アンテナ４の接続位置、接続方法、接続する基数は上記で示した実施の形態に限定されない。即ち、例えば、１台の飛行体７に３基以上の通信アンテナ４を保持または吊り下げる構成にしてもよい。また、単数のみならず複数の飛行体７により１基の通信アンテナ４を保持または吊り下げる構成にしてもよい。
【００９８】
また、上記に示した第２〜第４の実施の形態の船舶１Ａ〜１Ｃでは、飛行体７に位置情報等取得手段８と自律飛行制御手段９と自動追走制御手段１０を備える構成にしているが、船舶１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）側に位置情報等取得手段８と自律飛行制御手段９と自動追走制御手段１０を備える構成にすることもできる。この場合には、例えば、船舶１側に飛行体７や中継飛行体１０の位置・方位・姿勢を検知できるセンサを設けることで実施することが可能である。また、通信機器２や給電装置５、リール部１１、入力手段１２のそれぞれの設置場所は上記で示した実施の形態に限定されず、船舶１の様々な場所に配置することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  船舶
１Ｘ  従来の船舶
１ａ  上甲板
２  通信機器
３  通信用のケーブル
４  通信アンテナ（空中に浮揚する通信アンテナ）
４Ｘ  固定式の通信アンテナ
５  給電装置
６  給電用のケーブル
７  飛行体
７ａ  浮遊飛行体（ガス気球）
７ｂ  動力飛行体（マルチコプター）
８  位置情報取得手段
９  自律飛行制御手段
１０  自動追走制御手段
１１  リール部
１２  入力手段
１３  中継飛行体
１３ａ  浮遊飛行体（ガス気球）
１３ｂ  動力飛行体（マルチコプター）
１４  剛性カバー部
１５  設置台
１６  吊り部材
１７  アーム
２０  別の船舶
３０  陸地の通信基地
【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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