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マルチビーム測深
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■はじめに
【超高分解能フォーキャストマルチビーム測深機】  ナローマルチビーム測深機SEABAT8125型  海底面を3次元的に捉えることが可能な測深システム。
当社では、ナローマルチビームの中でも実績のある
SEABAT(シーバット)8125型を使用しており、困難とされてきた港湾構造物の海面下の状況を把握することも可能です。
■マルチビームとシングルビームの違い
マルチビームによる面的測深
シングルビームによる線的測深

 マルチビーム測深機は、従来のシングルビーム測深機に比べ海底面を面的に捉えることが出来ます。
マルチビームとシングルビームの比較表
比較項目 シングルビーム測深 マルチビーム測深
価格
狭い区域では安価、広い区域では高価 狭い区域では高価、広い区域では安価
艤装
時間がかからない 時間がかかる
内業
手作業となるため、広い区域、測線が多数ある場合は時間を要する 図面作成まで電算処理で行うため、広い区域、測線が多数ある場合でも内業時間を短縮できる
性能
海底を線的としてしか調査出来ない 海底を面的にとらえることが出来る。特に次のような利点がある 1.落下物等の海底の突起をとらえる
 2.法面等の複雑な地形に対して正確に
  調査できる
 3.正確な土量計算を行える
 4.未測無しにすれば海底地形が手にとる
  ように把握できる
※特にSEABAT8125は1ビームが狭い
  ため詳細な調査を行える
■マルチビームの種類
比較項目 SEABAT9001 SEABAT8101 SEABAT8125
周波数
455kHz
240kHz
455kHz
測深レンジ(適用水深概略)
140m(約110m)
500m(約320〜420m) 120m(約90m)
水深分解能
50mm
12.5mm
6mm
ビーム幅

前後

1.5°
1.5°
1.0°
直交
1.5°
1.5°
0.5°
ビーム数
60本
101本
240本

スワッス幅

90°
150°
120°

水深20mにおける直下の1ビームの当たる範囲

0.52m×0.52m
0.52m×0.52m
0.34m×0.17m
水深50mにおける直下の1ビームの当たる範囲
1.32m×1.32m
1.32m×1.32m
0.87m×0.43m
以下のページはSEABAT8125のご紹介です
■SEABAT8125形の性能
【測深状況】    指向角0.5°のナロービームをスワッス角120°で240本発信します 
 ナローマルチビーム測深機SEABAT8125型(超高分解能フォーキャストマルチビーム測深機)は、近距離レンジにおける分解能を向上させるため特殊なダイナミックフォーキャストビームと呼ばれる技術を採用し、指向角0.5°のナロービームをスワッス角120°で240本発信します
 このために水深の約3.5倍の面的測深が可能となり
測深分解能6o(公称値)を達成しています。
■ダイナミックフォーキャストビーム技術
【ダイナミックフォーキャストビーム技術  概念図】 SEABAT8125型に使用されているダイナミックフォーキャストビーム技術は、軍用ソナーに使用されている技術であり、汎用マルチビーム測深機では、初めて8125型に使用されています。

 SEABAT8125型の受波器は全長約47pであり、ここに
約300個の受波器素子が使用されています。海底からの反射波はこれらの受波器素子全てで受信されるため、海底からの反射波の送波面の曲率により、検出されるレンジの分解能が劣化します。
また、使用周波数が455KHzであるため超音波の波長の関係上、海底からの反射波の波面の曲率が分解能に影響を与える距離範囲は約47mです。この問題を解決するために、240本の各ビームに対しての距離を検出し、この距離の値が47m以内であれば、海底からの反射波の波面の曲率に対応する曲率を受波器受波面に電子的に与えています(受波器の受波面をターゲットまでの距離に応じて、凹面鏡上に電子的に変化させる)。 

 この技術がダイナミックフォーキャッシング技術と呼ばれており、通常のマルチビーム測深器に対し約10倍の処理能力が必要であると言われています。
 本技術の適用により、近距離レンジで分解能が劣化することなく測深レンジ全てにおいて
測深分解能6oが保証されています
■マルチビーム測深システムの例
【SEABAT8125型測深システム  機器構成図】 海上における調査船は、常に移動しているためリアルタイムに位置測定する必要があることから、GPS(汎地球測位システム)が必須となります。

 当システムでは、GPS受信機にLEICA社SR530型を使用しており、この受信機には、マルチビット信号処理のスーパートラック技術が組み込まれています。この技術は、弱い衛星信号をより確実に捕捉し、一度捕捉した信号は強力にロックし、悪状況下においても優れた追跡力を発揮する機能です。この技術により、測深中のGPSによる位置測定が、殆どとぎれることなく測定可能となりました。

 また、GPS受信機に動揺補正装置を組み合わせ水中センサーとの位置関係を固定することにより水中センサーの位置、姿勢を把握することが可能となりました。
 なお、動揺センサーは、TSS社のDMS2−05型を使用しています。

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