パッシブソナーとは？音を出さずに海の情報を探る最新技術ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

パッシブソナーとは？

パッシブソナーとは、音を自ら発さずに周囲の音を聴いて情報を得る装置のことです。海の中では水の温度や深さ、海底の地形、魚や潜水艦などの動く物体から出る音が伝わってきます。この音を拾い、分析することで、対象の位置や動きを推測します。

従来のソナーには「アクティブソナー」があり、こちらは船や潜水艦が自分で音波を発し、返ってくる反射音を分析します。対してパッシブソナーは音を出さないので、敵に自分の位置を知らせにくく、海上の生物に対しても影響が少ないといった利点があります。

原理と仕組み

パッシブソナーは、海中の音を受信する受動的なセンサーの集まりです。水中を伝わる音は水温・深さ・海流などの条件で速さが変わります。複数のセンサーを配置して、到達時間差を利用して音源の位置を推定します。さらに、音の周波数特性を分析することで、鳴き声・機械音・音源の種類を区別します。

この仕組みは、情報の獲得に対して目に見えない「聴く力」を使うイメージです。パッシブソナーが得意とするのは、静かな音源の検出や、近づく潜水艦の兆候を拾うことです。一方、音を出さないため、相手に自分の存在を知らせずに監視が可能です。

アクティブソナーとの違い

アクティブソナーは自分が音を出して、その反射音を受け取るタイプです。反射音の情報量は多い反面、音を出すことで相手に位置を知らせるリスクがあります。対照的にパッシブソナーは音を発しないので、発見されにくいという利点があります。ただし、音源が遠方だったりノイズが多い場合は検出が難しくなり、誤認識のリスクも高まります。

種類	特徴
パッシブソナー	音を出さず聴く、発見されにくい
アクティブソナー	音を出して反射音を利用、距離が掴みやすい

設置と運用のコツ

パッシブソナーを実用化するには、センサーの配置とデータ処理がポイントです。海域ごとに水温層が変わるため、センサーを複数の深さに配置して、音の到達時間差を正確に計測します。ノイズ対策として、海の生物の鳴き声や船の機械音を分類し、除外する技術が使われます。データは時間軸に沿って統合され、地図状の表示と合わせて、位置情報が提示されます。注意点としては、環境影響を考慮することと、法規制に従うことです。

実務では、データ処理のアルゴリズムとして、信号処理、機械学習、パターン認識などが用いられます。実際の機器はセンサーセット、データ収集端末、解析ソフトウェアからなります。

要点とよくある疑問

Q: パッシブソナーは音源を特定できるの？

A: 位置の推定は可能ですが、ノイズや複雑な音源混在では誤認識が起きることがあります。

Q: 海洋生物への影響は？

A: ノイズが増える可能性がありますが、運用を工夫すれば影響を最小限に抑えられます。

まとめとして、パッシブソナーは音を出さず聴く力を使う技術です。静かな音源を検出できる反面、遠方の音源では検出が難しく、ノイズの管理が重要です。今後はセンサーの数と処理速度の向上、AI技術の活用で、より正確な位置推定と音源識別が進むでしょう。

パッシブソナーの同意語

パッシブソナー: 水中で音を発信せず、周囲の水中音を受信して対象を検知・追跡するソナーのこと。発信をしないため、探知時の自分の存在を目立たせにくい特徴があります。
受動ソナー: パッシブソナーの日本語表現。音を出さず周囲の音を聴くタイプのソナーの総称です。
受動型ソナー: 受動的な運用形態を強調した呼び方。自らは音を発さず、周囲の音だけを聴取します。
聴音機: 水中の音を聴くための機器。ソナーの一部として使われることが多く、受動的聴取を目的とする装置を指すことがあります。
聴音ソナー: 聴音を主目的とするソナー。受動的に音を拾い、位置推定や追尾に活用します。
水中聴音システム: 水中で音を聴く機器群の総称。受動的聴取を中心に構成されるシステムを指します。
受動聴音: 受動的に音を聴くこと。ソナーの機能の一つとして、音源の検知を行います。
海中聴音: 海中で音を聴く技術・装置のこと。雑音や音源を検知する用途で使われます。

パッシブソナーの対義語・反対語

アクティブソナー: パッシブソナーの対義語。音波を自ら発信して反射波を利用し、対象の位置や距離を検知するソナーの方式。潜水艦や艦艇が敵潜水艦や水上目標を探知する際に用いられる。
能動ソナー: アクティブソナーとほぼ同義の表現。音を出して探知する能動的なソナーのこと。
発信型ソナー: 自分で音波を発信して探知するタイプのソナー。受信のみのパッシブソナーと対照的な運用形態を示す表現。
能動探知ソナー: 能動的に音を発して探知するソナーの呼称。対義語として用いられることがある表現。
音響発信型ソナー: 音波を発信して反射波で対象を検知するソナーの別称。パッシブソナーの対極となる方式を指す言い換え。
アクティブ探知システム: 音波の発信を伴う探知機能を指す一般的な表現。ソナーの一種として解釈されることが多い。

パッシブソナーの共起語

ハイドロフォン: 水中で音を受信するセンサー（水中マイク）。
ハイドロフォンアレイ: 複数のハイドロフォンを配置して音を受信するセンサー群。音源定位の精度を高める。
水中音響: 水中での音の発生・伝搬・受信を扱う分野・技術全般。
水中伝搬: 水中で音が伝わる過程。反射・屈折・減衰を含む。
音源定位: 発生源の位置を推定する技術（方向・距離の推定を含む）。
到達時刻差 (TDOA): 複数センサー間の音の到達時刻差を用いて音源の位置を推定する手法。
ビームフォーミング: 複数のセンサーからの信号を組み合わせ、特定の方向の感度を高める技術。
周波数帯: ソナーで用いられる周波数の範囲を指す表現。
低周波: 長距離伝搬に有利な低い周波数域。
高周波: 高い分解能を得られるが減衰しやすい周波数域。
音速: 水中での音の伝搬速度。温度・塩分・深度などで変化。
音速プロファイル: 海水中の音速が深さごとにどう変化するかの分布（音速分布）。
温度: 水温。音速に影響する環境要因の一つ。
塩分: 水の塩分濃度。音速・伝搬特性に影響。
深度: 水深。層構造や伝搬経路を左右する要因。
環境要因: 水温・塩分・深度など、音波伝搬に影響する外的条件。
海水環境: 海中の物理環境全般（温度・塩分・深度・海底地形など）。
ノイズ: 海中の雑音。風・波・船舶・海生物などが源となる騒音。
背景ノイズ: 通常の信号以外の常在雑音・雑音成分。
信号処理: 受信した音信号を解析・加工する技術全般（フィルタ・FFT・スペクトル解析など）。
デジタル信号処理: デジタル領域での信号処理（DSP）の総称。
データ解析: 収集したデータを統計・機械学習などで解釈・推定する作業。
検出率: ソナーが対象を検出できる割合・感度の指標。
感度: 受信機が微小信号を拾える能力の指標。
キャリブレーション: センサーの測定精度を整える校正作業。
時刻同期: 複数センサー間の時間を正確に揃えること。
センサネットワーク: 複数のセンサーを連携させたネットワーク構成・運用。
海軍・防衛用途: 軍事・防衛の監視・探知・警戒に用いられる場面が多い。
反射・散乱: 音波が物体や海底で反射・散乱する現象。

パッシブソナーの関連用語

パッシブソナー: 水中の音を発生させず、周囲の音を受信して対象を検知するソナーの一種。潜水艦探知などに用いられ、発信音を出さないため自分の存在を知らせにくい利点がある。
アクティブソナー: 自分で水中に音を発してから音の反射を受信し、距離や方向を推定するソナー。早期検出には強いが、発信音が相手に検知されるリスクがある。
ハイドロフォン: 水中で音を拾うセンサー。水中マイクとも呼ばれ、潜水艦などの探知に使われる。
ハイドロフォンアレイ: 複数のハイドロフォンを一定間隔で配置したセンサ群。ビームフォーミングの前提となり、音源の方向を特定したり検出性能を向上させる。
水中音響伝搬: 水中で音が伝わる仕組み全般。音速、減衰、反射、屈折、散乱などの現象を含む。
水中の音速: 水中の音の速度。温度・塩分・深さによって変化し、海水で約1500m/s程度になることが多い。
海洋雑音: 海水中に常に存在する背景ノイズ。風・波・船舶の機械音・海洋生物の鳴き声などが主な発生源。
ビームフォーミング: 複数のセンサの受信信号を組み合わせ、特定の方向の音を強くする技術。指向性を高め、雑音を抑える効果がある。
ソナー方程式: ソナーの検出性能を表す基本式。受信信号・雑音・減衰・距離などの関係を定量的に示す。
信号処理: 受信した音をデジタル化・分析する工程。フィルタ、FFT、スペクトル分析、検出アルゴリズムなどを含む。
周波数帯: ソナーが扱う音の周波数の範囲。低周波は長距離に強いが解像度が低く、高周波は解像度が高いが減衰が大きい。
音の減衰と吸収: 水中で音が距離とともに弱くなる現象。拡散・散乱・吸収が主な要因。
到達時間差: 複数のセンサ間で音が到達する時間の差を利用して、音源の位置を推定する手法。
距離推定: 音の反射音や到達時間を用いて、音源までの距離を推定する処理。
海面反射: 海面での音の反射を利用した検出要素。地表の波と同様に反射波が生じる。
海底反射: 海底での音の反射を利用した検出要素。地形による散乱や反射を活用する。
信号対雑音比: 受信信号の強さと背景雑音の強さの比。値が大きいほど検出が安定する指標。
受信機感度: 受信機がどれだけ小さな音を検知できるかを示す感度。感度が高いほど微弱信号を拾える。
識別・検出アルゴリズム: 受信データからターゲットを識別・検出するためのアルゴリズム。閾値設定や機械学習などを含む。
アレイ設計・センサ配置: ハイドロフォンアレイの間隔・形状・配置を設計し、ビームフォーミング性能や検出能力を決定する。