JP2001281348A - 光学式測距装置 - Google Patents
光学式測距装置Info
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- JP2001281348A JP2001281348A JP2000097156A JP2000097156A JP2001281348A JP 2001281348 A JP2001281348 A JP 2001281348A JP 2000097156 A JP2000097156 A JP 2000097156A JP 2000097156 A JP2000097156 A JP 2000097156A JP 2001281348 A JP2001281348 A JP 2001281348A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】屈折率等のパラメータの変動により対向観測局
間の設置間距離Ｌが変動しても、その間の水底基板での
水平歪み量εの有意な変化の有無を識別する。 【解決手段】対向観測局間の補正前の設置距離Ｌと、屈
折率ｎ、又はそのパラメータの任意の短時間平均補正量
とを用い、時間ｔ1 〜ｔ2 間の補正後の真の距離Ｌを算
出し、〔（時間ｔ2 の補正後の真の距離Ｌt2）−（時間
ｔ1 の補正後の真の距離Ｌt1）〕と、〔（時間ｔ1 にお
ける補正後の真の距離Ｌt1の値）及び（時間ｔ2 におけ
る補正後の真の距離Ｌt2の値）の平均値〕との比から、
又は〔（時間ｔ2 の補正後の真の距離Ｌt2）−（時間ｔ
1 の補正後の真の距離Ｌt1）〕と、（時間ｔ1 における
補正後の真の距離Ｌt1の算出値）との比から、歪み量ε
の発生の有無、歪み変化量を算出する。
間の設置間距離Ｌが変動しても、その間の水底基板での
水平歪み量εの有意な変化の有無を識別する。 【解決手段】対向観測局間の補正前の設置距離Ｌと、屈
折率ｎ、又はそのパラメータの任意の短時間平均補正量
とを用い、時間ｔ1 〜ｔ2 間の補正後の真の距離Ｌを算
出し、〔（時間ｔ2 の補正後の真の距離Ｌt2）−（時間
ｔ1 の補正後の真の距離Ｌt1）〕と、〔（時間ｔ1 にお
ける補正後の真の距離Ｌt1の値）及び（時間ｔ2 におけ
る補正後の真の距離Ｌt2の値）の平均値〕との比から、
又は〔（時間ｔ2 の補正後の真の距離Ｌt2）−（時間ｔ
1 の補正後の真の距離Ｌt1）〕と、（時間ｔ1 における
補正後の真の距離Ｌt1の算出値）との比から、歪み量ε
の発生の有無、歪み変化量を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、海底や、湖底等の
領域に観測局を敷設するとともに、水温等の変動に基づ
く光の伝播速度の変動を補正した基線間における対向局
間の設置距離Ｌを求める演算式に基づいて、対向局間に
歪み量が発生したか否かを識別する光学式測距装置に関
する。
領域に観測局を敷設するとともに、水温等の変動に基づ
く光の伝播速度の変動を補正した基線間における対向局
間の設置距離Ｌを求める演算式に基づいて、対向局間に
歪み量が発生したか否かを識別する光学式測距装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】海底の２箇所に超音波測距計を設置し、
両者間の超音波の伝播時間の変化から基線の伸縮を検出
し、地震発生のメカニズムの研究資料にせんとする超音
波測距測定方式では、超音波の伝播速度が塩分濃度や水
温変化等の影響を受けて変動する等の理由があるため、
ｍｍ程度の精度で安定した測定結果を得るのが困難であ
り、このため、本出願人等は、超音波に代えてレーザ光
を用い、正確な伝播時間の測定の行える光学式測距装置
を既に出願して特許を得ている（特許第２９０６２３２
号）。
両者間の超音波の伝播時間の変化から基線の伸縮を検出
し、地震発生のメカニズムの研究資料にせんとする超音
波測距測定方式では、超音波の伝播速度が塩分濃度や水
温変化等の影響を受けて変動する等の理由があるため、
ｍｍ程度の精度で安定した測定結果を得るのが困難であ
り、このため、本出願人等は、超音波に代えてレーザ光
を用い、正確な伝播時間の測定の行える光学式測距装置
を既に出願して特許を得ている（特許第２９０６２３２
号）。
【０００３】この光学式測距装置よりなり、海底に敷設
した測線を概念的に示す図２５を参照すると、光学式測
距装置を構成するレーザ光送信局９０３ａと、多数の中
継局９０３ｂ・・・と、最終段の受信局９０３ｎとが、
例えば、３０ｍ間隔にて海底Ｅの成るべく水平な海底面
を選んで配列されている。そして、光送信局９０３ａの
図示しないレーザ光源から発生される光パルスＭ1 を、
送光窓９０５ａから次段の中継局９０３ｂの受光窓９０
５ｂに送光し、この送光パルスＭ2 を図示しない次段の
中継器に伝播し、このようにして最終段の受信局９０３
ｎの受光窓９０５ｂに受光させる。送信局９０３ａ、中
継局９０３ｂ、・・・、及び最終局９０３ｎにて三角プ
リズムで分岐した各光パルスＭ1 ・・・Ｍn を光電変換
したパルスＰを、ケーブル９０２を介して地上観測局９
０１に送信し、送信局９０３ａから最終段受信局９０３
ｎ迄の配設基線のレーザ光伝播時間Ｔt を測定し、前回
測定した伝播時間Ｔ0 と対比して基線の伸縮の有無を判
別している。
した測線を概念的に示す図２５を参照すると、光学式測
距装置を構成するレーザ光送信局９０３ａと、多数の中
継局９０３ｂ・・・と、最終段の受信局９０３ｎとが、
例えば、３０ｍ間隔にて海底Ｅの成るべく水平な海底面
を選んで配列されている。そして、光送信局９０３ａの
図示しないレーザ光源から発生される光パルスＭ1 を、
送光窓９０５ａから次段の中継局９０３ｂの受光窓９０
５ｂに送光し、この送光パルスＭ2 を図示しない次段の
中継器に伝播し、このようにして最終段の受信局９０３
ｎの受光窓９０５ｂに受光させる。送信局９０３ａ、中
継局９０３ｂ、・・・、及び最終局９０３ｎにて三角プ
リズムで分岐した各光パルスＭ1 ・・・Ｍn を光電変換
したパルスＰを、ケーブル９０２を介して地上観測局９
０１に送信し、送信局９０３ａから最終段受信局９０３
ｎ迄の配設基線のレーザ光伝播時間Ｔt を測定し、前回
測定した伝播時間Ｔ0 と対比して基線の伸縮の有無を判
別している。
【０００４】このように構成した光学式測距装置よりな
る２組の測線９１０、９１１を、図２６（Ａ）に示すよ
うに、断層９０９を跨いで直交、又は斜行させて個別に
配設し、測線９１０、９１１で収集した２方向の観測デ
ータを伝送ケーブル９０７、９０８を経由し、搬送ケー
ブル９１９にて地上局に搬送する。あるいは、図２６
（Ｂ）に示すように、断層９０９を跨いで、光学式測距
装置の２組の測線９１２、９１３を共に直交させて海底
に一度に配設し、各測線９１２、９１３で収集した２方
向の観測データを伝送ケーブル９１５、９１６を介し、
搬送ケーブル９１９にて地上局に搬送する。
る２組の測線９１０、９１１を、図２６（Ａ）に示すよ
うに、断層９０９を跨いで直交、又は斜行させて個別に
配設し、測線９１０、９１１で収集した２方向の観測デ
ータを伝送ケーブル９０７、９０８を経由し、搬送ケー
ブル９１９にて地上局に搬送する。あるいは、図２６
（Ｂ）に示すように、断層９０９を跨いで、光学式測距
装置の２組の測線９１２、９１３を共に直交させて海底
に一度に配設し、各測線９１２、９１３で収集した２方
向の観測データを伝送ケーブル９１５、９１６を介し、
搬送ケーブル９１９にて地上局に搬送する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の光学式測距装置
においても、超音波程ではないが、光の水中伝播速度が
屈折率ｎや、水温等のパラメータの変動に応じて変化す
るため、基線間の光パルスの伝播時間が変動を受けた値
を示すこととなる。よって、前回測定した基準伝播時間
の測定時の屈折率や、水温等の液体のパラメータと、次
回測定時の屈折率や、水温等の液体のパラメータとが等
しくない場合には、基線間に変動が実際に存在しない場
合であっても、基線間に変動が発生したと誤認識し、正
確な観測を行ない得ないという問題がある他、基線間の
伝播時間だけを観測する方式であるため、光学式測距装
置の敷設位置における水圧等の周囲の海水の物理的状態
を認識し得ないという問題がある。
においても、超音波程ではないが、光の水中伝播速度が
屈折率ｎや、水温等のパラメータの変動に応じて変化す
るため、基線間の光パルスの伝播時間が変動を受けた値
を示すこととなる。よって、前回測定した基準伝播時間
の測定時の屈折率や、水温等の液体のパラメータと、次
回測定時の屈折率や、水温等の液体のパラメータとが等
しくない場合には、基線間に変動が実際に存在しない場
合であっても、基線間に変動が発生したと誤認識し、正
確な観測を行ない得ないという問題がある他、基線間の
伝播時間だけを観測する方式であるため、光学式測距装
置の敷設位置における水圧等の周囲の海水の物理的状態
を認識し得ないという問題がある。
【０００６】さらに、光学的に独立した２組の測線を上
記のように直交配設する方式では、交叉角度を変更した
り、又は、測線距離を伸長させても、観測領域はせいぜ
い２組の測線配設方向及びその伸長距離範囲に制限さ
れ、測線からさらに多方向にわたる一層広い観測領域か
らの測定データを入手し得ないという問題がある。
記のように直交配設する方式では、交叉角度を変更した
り、又は、測線距離を伸長させても、観測領域はせいぜ
い２組の測線配設方向及びその伸長距離範囲に制限さ
れ、測線からさらに多方向にわたる一層広い観測領域か
らの測定データを入手し得ないという問題がある。
【０００７】そこで、請求項１の発明は、上記課題に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、屈折率
の変動に基づく液中の光パルス伝播速度の変動の影響を
受けずに基準値測定時に測定した基線間の対向局間の真
の設置距離Ｌと基準値測定時から所定時間経過した後の
測定時の対向局間の真の設置距離Ｌとの差の結果に基づ
いて対向局間における水底歪みの発生の有無を識別し、
そして、この対向局間の真の設置距離の差と、対向局間
の真の設置距離の平均値との比の結果に基づいて歪み量
を求め得る光学式測距装置を提供することにある。
みてなされたもので、その目的とするところは、屈折率
の変動に基づく液中の光パルス伝播速度の変動の影響を
受けずに基準値測定時に測定した基線間の対向局間の真
の設置距離Ｌと基準値測定時から所定時間経過した後の
測定時の対向局間の真の設置距離Ｌとの差の結果に基づ
いて対向局間における水底歪みの発生の有無を識別し、
そして、この対向局間の真の設置距離の差と、対向局間
の真の設置距離の平均値との比の結果に基づいて歪み量
を求め得る光学式測距装置を提供することにある。
【０００８】請求項２の発明は、補正前の対向局間の設
置距離Ｌの見掛け上の変動を補正するための短時間平均
補正量として、「上記対向局の何れか一方の局における
複数のパラメータｇの各短時間平均補正量＜ｇ＞」を加
算したもの、又は「対向局の各局における複数のパラメ
ータｇの各短時間平均補正量＜ｇ＞を加算して対向局数
２で除算した平均値」で示すときは、＜δＬ´（パラメ
ータ）＞と表して用いる光学式測距装置を提供すること
にある。
置距離Ｌの見掛け上の変動を補正するための短時間平均
補正量として、「上記対向局の何れか一方の局における
複数のパラメータｇの各短時間平均補正量＜ｇ＞」を加
算したもの、又は「対向局の各局における複数のパラメ
ータｇの各短時間平均補正量＜ｇ＞を加算して対向局数
２で除算した平均値」で示すときは、＜δＬ´（パラメ
ータ）＞と表して用いる光学式測距装置を提供すること
にある。
【０００９】請求項３の発明は、測線の先頭の送信局か
ら中継局を経由して終端の受信局に送光する基準量測定
時τ１に測定したレーザ光の伝播時間と、所定時間経過
後τ２に測定した伝播時間とを照合し、測線全体が一様
な温度変動を受けても、その影響を受けずに断層の発生
の有無を検知する新規な温度補正方式を用いた光学式測
距装置を提供することにある。
ら中継局を経由して終端の受信局に送光する基準量測定
時τ１に測定したレーザ光の伝播時間と、所定時間経過
後τ２に測定した伝播時間とを照合し、測線全体が一様
な温度変動を受けても、その影響を受けずに断層の発生
の有無を検知する新規な温度補正方式を用いた光学式測
距装置を提供することにある。
【００１０】請求項４の発明は、測線に設けた往路用光
学系の他に、復路用光学系を並列配設することで、光パ
ルス伝播方向の順方向、及び逆方向の計測データを得る
ことで、計測精度を向上する光学式測距装置を提供する
ことにある。
学系の他に、復路用光学系を並列配設することで、光パ
ルス伝播方向の順方向、及び逆方向の計測データを得る
ことで、計測精度を向上する光学式測距装置を提供する
ことにある。
【００１１】請求項５の発明は、測線を平行敷設するこ
とで、水底面に面的拡がりを持たせた観測網を敷設する
ことが出来る光学式測距装置を提供し、また、請求項６
の発明は、測線の伝送光パルスを光学的に多方向に分
岐、送光することで多方向に向けての測線の敷設を可能
にし、これにより、水底における測定網の敷設領域を拡
大形成し、従来よりも広い観測網から測定データを得る
ことを可能にする光学式測距装置を提供することにあ
る。
とで、水底面に面的拡がりを持たせた観測網を敷設する
ことが出来る光学式測距装置を提供し、また、請求項６
の発明は、測線の伝送光パルスを光学的に多方向に分
岐、送光することで多方向に向けての測線の敷設を可能
にし、これにより、水底における測定網の敷設領域を拡
大形成し、従来よりも広い観測網から測定データを得る
ことを可能にする光学式測距装置を提供することにあ
る。
【００１２】請求項７の発明は、水底における多数の三
角形の頂点形成位置に観測局を敷設し、各観測局は、隣
接する局からの光伝播パルスを受光し、さらに、隣接局
に対し光伝播パルスを送光することにより相互に光結合
することで、水底歪みの有無を各観測局間毎に識別可能
とするとともに、より一層広い観測網を形成し得る光学
式測距装置を提供することにある。
角形の頂点形成位置に観測局を敷設し、各観測局は、隣
接する局からの光伝播パルスを受光し、さらに、隣接局
に対し光伝播パルスを送光することにより相互に光結合
することで、水底歪みの有無を各観測局間毎に識別可能
とするとともに、より一層広い観測網を形成し得る光学
式測距装置を提供することにある。
【００１３】請求項８の発明は、対向設置された局同士
から出力される各分岐パルスを１組とし、この１組の分
岐パルスの時間幅ΔＴを周波数が異なる複数のクロック
信号により計数し、それぞれの計数結果を総合すること
により正確な測定結果求める光学式測距装置を提供する
ことにある。
から出力される各分岐パルスを１組とし、この１組の分
岐パルスの時間幅ΔＴを周波数が異なる複数のクロック
信号により計数し、それぞれの計数結果を総合すること
により正確な測定結果求める光学式測距装置を提供する
ことにある。
【００１４】請求項９の発明は、測線を構成する各局間
に介在する水温がそれぞれ相違する場合であっても、水
温相違の影響を受けずに、基準値測定時に求めた、対向
２局間に介在する水中を透過する一方の分岐パルス光の
光路長、及び対向２局間に介在する分布型光ファイバー
温度計の光ファイバー路を伝播する他方の分岐パルス光
の光路長の差と、基準値測定時から所定時間経過した後
の測定時に求めたの両光路長の差との対比結果に基づい
て、断層の出現の有無、あるいは、断層の伸縮、地殻変
動の有無を正確に判別することができる光学式測距装置
を提供する事にある。
に介在する水温がそれぞれ相違する場合であっても、水
温相違の影響を受けずに、基準値測定時に求めた、対向
２局間に介在する水中を透過する一方の分岐パルス光の
光路長、及び対向２局間に介在する分布型光ファイバー
温度計の光ファイバー路を伝播する他方の分岐パルス光
の光路長の差と、基準値測定時から所定時間経過した後
の測定時に求めたの両光路長の差との対比結果に基づい
て、断層の出現の有無、あるいは、断層の伸縮、地殻変
動の有無を正確に判別することができる光学式測距装置
を提供する事にある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】そこで請求項１の発明
は、水底の断層を介在させて、光パルスを送光する送信
局と、該光パルスを受光して次段の局に送光する中継局
と、中継局からの光パルスを受光する最終段の受信局と
を所定間隔毎に対向配設してなる測線を設け、送信局か
ら中継局を経由し受信局に伝播される伝播用光パルスか
ら各局毎に観測用の光パルスを分岐し、その光電変換パ
ルスの列と、各局毎に設けたセンサにより検出した各局
設置周囲の水の屈折率、塩分濃度、水温、水圧、流速、
及び流向の検出データとを伝送ケーブルを介して地上局
に伝送し、光電変換パルス列を取り込み、基準値測定時
ｔ1 及びこの基準値測定時から所定時間経過した後の測
定時ｔ2 において、対向配設された局同士の光電変換パ
ルスを１組とし、求めた１組毎の対向局間片道のパルス
伝播時間幅ΔＴ及び検出データに基づいて水底基盤にお
ける対向局間の水平歪みの発生の有無を識別するデータ
処理装置を備える光学式測距装置であって、上記データ
処理装置は、測定時ｔ1 及び測定時ｔ2 において、対向
局間の設置距離Ｌに対し見掛け上の変動を与える屈折
率、塩分濃度、水温、水圧、流速、及び流向の各パラメ
ータｇをそれぞれＮ回反復検出し、下記演算式（２）
に、下記演算式（１）により求めた測定時ｔ1 及び測定
時ｔ2 における対向局間の水中の光パルスの伝播速度ｖ
と対向局間のパルス伝播時間幅ΔＴとを代入して測定時
ｔ1 及び測定時ｔ2 における補正前の対向局間設置距離
Ｌを求め、下記演算式（３）に基づいて、対向局の何れ
か一方の局における任意の１つのパラメータｇのＮ回の
反復検出値の加算値をＮで除算して算出した測定時ｔ1
及び測定時ｔ2 における各短時間平均補正量＜ｇ＞を＜
δＬ（パラメータ）＞と表し、下記演算式（３´）に示
す上記＜δＬ（パラメータ）＞を測定時ｔ1 及び測定時
ｔ2 における補正前の対向局間の設置距離Ｌの見掛け上
の変動を補正するための短時間平均補正量とみなして用
い、下記演算式（４）により、測定時ｔ1における補正
前の対向局間設置距離Ｌ(j) と短時間平均補正量＜δＬ
（パラメータ）＞t1との和に基づいて補正後の真の対向
局間設置距離Ｌを求め、下記演算式（４´）により、測
定時ｔ2 における補正前の対向局間設置距離Ｌ(j) と短
時間平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t2との和に基づ
いて補正後の真の対向局間設置距離Ｌを求め、下記演算
式（５Ａ）、又は（５Ｂ）に示す上記（測定時ｔ2 にお
ける補正後の真の対向局間設置距離Ｌt2）の値から（測
定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1）
の値の差の結果に基づいて対向局間における歪みの発生
の有無を識別し、そして、下記演算式（５Ａ）に基づい
て、上記（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間設
置距離Ｌt2の値、及び測定時ｔ1 における補正後の真の
対向局間設置距離Ｌt1の値の差）と、上記（測定時ｔ1
及びｔ2における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1及
びＬt2の平均値）との比から、又は下記演算式（５Ｂ）
に基づいて、上記（測定時ｔ2 における補正後の真の対
向局間設置距離Ｌt2の値、及び測定時ｔ1 における補正
後の真の対向局間設置距離Ｌt1の値の差）と、上記（測
定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌ t1）
との比から対向局間に発生する歪み量〔ε（ｉ、ｉ＋
１）〕t1 t2を求めるよう構成したことを特徴とする。 演算式（１）：ｖ＝Ｃ0 ／ｎ、ここで、ｎは測定時ｔ1
及びｔ2 における各局の水の実測屈折率、Ｃ0 は真空中
の光速度（３×１０8 ｍ／ｓ）、ｖは測定時ｔ1及びｔ
2 における対向局間の光パルスの伝播速度を示す、 演算式（２）：ｖ×ΔＴ＝Ｌ、ここで、ΔＴは対向局間
の光パルスの片道伝播時間幅を示す、 ここで、＜ｇ＞は各パラメータｇのＮ回測定の平均値、
即ち、各パラメータｇの短時間平均補正量、＜δＬ（パ
ラメータ）＞は補正前の対向局間の設置距離Ｌの見掛け
上の変動を補正するための短時間平均補正量、ｉ、（ｉ
＋１）はｉ番目、（ｉ＋１）番目の局、δｇ(j) 及びδ
Ｌ(j) はＮ回の反復検出のうちｊ回目の測定量を示す、 演算式（４）：測定時ｔ1 における補正後の真の対向局
間設置距離Ｌ＝〔Ｌt1 C（ｉ、ｉ＋１）〕＝（測定時ｔ
1 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j) （ｉ、ｉ
＋１）；ｔ＝ｔ1 〕）＋（測定時ｔ1 における短時間平
均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t1）、 演算式（４´）：測定時ｔ2 における補正後の真の対向
局間設置距離Ｌ＝〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕＝（測定時
ｔ2 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j)（ｉ、
ｉ＋１）；ｔ＝ｔ2 〕）＋（測定時ｔ2 における短時間
平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t2）、 演算式（５Ａ）：〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定
時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C
（ｉ、ｉ＋１）〕）−（測定時ｔ1 における補正後の真
の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／
０．５×｛（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間
設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定時ｔ2 に
おける補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ
＋１）〕）｝、 演算式（５Ｂ）：〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定
時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C
（ｉ、ｉ＋１）〕）−（測定時ｔ1 における補正後の真
の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／
（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離
〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）。
は、水底の断層を介在させて、光パルスを送光する送信
局と、該光パルスを受光して次段の局に送光する中継局
と、中継局からの光パルスを受光する最終段の受信局と
を所定間隔毎に対向配設してなる測線を設け、送信局か
ら中継局を経由し受信局に伝播される伝播用光パルスか
ら各局毎に観測用の光パルスを分岐し、その光電変換パ
ルスの列と、各局毎に設けたセンサにより検出した各局
設置周囲の水の屈折率、塩分濃度、水温、水圧、流速、
及び流向の検出データとを伝送ケーブルを介して地上局
に伝送し、光電変換パルス列を取り込み、基準値測定時
ｔ1 及びこの基準値測定時から所定時間経過した後の測
定時ｔ2 において、対向配設された局同士の光電変換パ
ルスを１組とし、求めた１組毎の対向局間片道のパルス
伝播時間幅ΔＴ及び検出データに基づいて水底基盤にお
ける対向局間の水平歪みの発生の有無を識別するデータ
処理装置を備える光学式測距装置であって、上記データ
処理装置は、測定時ｔ1 及び測定時ｔ2 において、対向
局間の設置距離Ｌに対し見掛け上の変動を与える屈折
率、塩分濃度、水温、水圧、流速、及び流向の各パラメ
ータｇをそれぞれＮ回反復検出し、下記演算式（２）
に、下記演算式（１）により求めた測定時ｔ1 及び測定
時ｔ2 における対向局間の水中の光パルスの伝播速度ｖ
と対向局間のパルス伝播時間幅ΔＴとを代入して測定時
ｔ1 及び測定時ｔ2 における補正前の対向局間設置距離
Ｌを求め、下記演算式（３）に基づいて、対向局の何れ
か一方の局における任意の１つのパラメータｇのＮ回の
反復検出値の加算値をＮで除算して算出した測定時ｔ1
及び測定時ｔ2 における各短時間平均補正量＜ｇ＞を＜
δＬ（パラメータ）＞と表し、下記演算式（３´）に示
す上記＜δＬ（パラメータ）＞を測定時ｔ1 及び測定時
ｔ2 における補正前の対向局間の設置距離Ｌの見掛け上
の変動を補正するための短時間平均補正量とみなして用
い、下記演算式（４）により、測定時ｔ1における補正
前の対向局間設置距離Ｌ(j) と短時間平均補正量＜δＬ
（パラメータ）＞t1との和に基づいて補正後の真の対向
局間設置距離Ｌを求め、下記演算式（４´）により、測
定時ｔ2 における補正前の対向局間設置距離Ｌ(j) と短
時間平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t2との和に基づ
いて補正後の真の対向局間設置距離Ｌを求め、下記演算
式（５Ａ）、又は（５Ｂ）に示す上記（測定時ｔ2 にお
ける補正後の真の対向局間設置距離Ｌt2）の値から（測
定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1）
の値の差の結果に基づいて対向局間における歪みの発生
の有無を識別し、そして、下記演算式（５Ａ）に基づい
て、上記（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間設
置距離Ｌt2の値、及び測定時ｔ1 における補正後の真の
対向局間設置距離Ｌt1の値の差）と、上記（測定時ｔ1
及びｔ2における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1及
びＬt2の平均値）との比から、又は下記演算式（５Ｂ）
に基づいて、上記（測定時ｔ2 における補正後の真の対
向局間設置距離Ｌt2の値、及び測定時ｔ1 における補正
後の真の対向局間設置距離Ｌt1の値の差）と、上記（測
定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌ t1）
との比から対向局間に発生する歪み量〔ε（ｉ、ｉ＋
１）〕t1 t2を求めるよう構成したことを特徴とする。 演算式（１）：ｖ＝Ｃ0 ／ｎ、ここで、ｎは測定時ｔ1
及びｔ2 における各局の水の実測屈折率、Ｃ0 は真空中
の光速度（３×１０8 ｍ／ｓ）、ｖは測定時ｔ1及びｔ
2 における対向局間の光パルスの伝播速度を示す、 演算式（２）：ｖ×ΔＴ＝Ｌ、ここで、ΔＴは対向局間
の光パルスの片道伝播時間幅を示す、 ここで、＜ｇ＞は各パラメータｇのＮ回測定の平均値、
即ち、各パラメータｇの短時間平均補正量、＜δＬ（パ
ラメータ）＞は補正前の対向局間の設置距離Ｌの見掛け
上の変動を補正するための短時間平均補正量、ｉ、（ｉ
＋１）はｉ番目、（ｉ＋１）番目の局、δｇ(j) 及びδ
Ｌ(j) はＮ回の反復検出のうちｊ回目の測定量を示す、 演算式（４）：測定時ｔ1 における補正後の真の対向局
間設置距離Ｌ＝〔Ｌt1 C（ｉ、ｉ＋１）〕＝（測定時ｔ
1 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j) （ｉ、ｉ
＋１）；ｔ＝ｔ1 〕）＋（測定時ｔ1 における短時間平
均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t1）、 演算式（４´）：測定時ｔ2 における補正後の真の対向
局間設置距離Ｌ＝〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕＝（測定時
ｔ2 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j)（ｉ、
ｉ＋１）；ｔ＝ｔ2 〕）＋（測定時ｔ2 における短時間
平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t2）、 演算式（５Ａ）：〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定
時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C
（ｉ、ｉ＋１）〕）−（測定時ｔ1 における補正後の真
の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／
０．５×｛（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間
設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定時ｔ2 に
おける補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ
＋１）〕）｝、 演算式（５Ｂ）：〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定
時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C
（ｉ、ｉ＋１）〕）−（測定時ｔ1 における補正後の真
の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／
（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離
〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）。
【００１６】請求項２の発明は、上記＜δＬ（パラメー
タ）＞が、上記測定時ｔ1 及び測定時ｔ2 における補正
前の対向局間の設置距離Ｌの見掛け上の変動を補正する
ための短時間平均補正量として、上記対向局の何れか一
方の局における任意の複数のパラメータｇの各短時間平
均補正量＜ｇ＞を加算するとき、又は対向局の各局にお
ける任意の複数のパラメータｇの各短時間平均補正量＜
ｇ＞を加算して対向局数２で除算した平均値で示すとき
は、＜δＬ´（パラメータ）＞として表し、下記演算式
（４Ａ）により、測定時ｔ1 における補正前の対向局間
設置距離Ｌ(j)と短時間平均補正量＜δＬ´（パラメー
タ）＞t1 との和に基づいて測定時ｔ1における補正後
の真の対向局間設置距離Ｌを求め、下記演算式（４Ｂ）
により、測定時ｔ2 における補正前の対向局間設置距離
Ｌ(j) と短時間平均補正量＜δＬ´（パラメータ）＞
t2 との和に基づいて測定時ｔ2 における補正後の真の
対向局間設置距離Ｌを求め、下記演算式（５Ａ）、又は
（５Ｂ）に示す（測定時ｔ2における補正後の真の対向
局間設置距離Ｌt2）の値から（測定時ｔ1 における補正
後の真の対向局間設置距離Ｌt1）の値の差の結果に基づ
いて対向局間における歪みの発生の有無を識別し、そし
て、下記演算式（５Ａ）に基づいて、（測定時ｔ2 にお
ける補正後の真の対向局間設置距離Ｌt2の値、及び測定
時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1の値
の差）と、上記（測定時ｔ1 及びｔ2 における補正後の
真の対向局間設置距離Ｌt1及びＬt2の平均値）との比か
ら、又は下記演算式（５Ｂ）に基づいて、（測定時ｔ2
における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt2の値、及び
測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1
の値の差）と、（測定時ｔ1 における補正後の真の対向
局間設置距離Ｌt1）との比から対向局間に発生する歪み
量〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2を求める事を特徴とする。 演算式（４Ａ）：測定時ｔ1 における補正後の真の対向
局間設置距離Ｌ＝〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕＝（測定時
ｔ1 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j)（ｉ、
ｉ＋１）；ｔ＝ｔ1 〕）＋（測定時ｔ1 における短時間
平均補正量＜δＬ´（パラメータ）＞t1）、 演算式（４Ｂ）：測定時ｔ2 における補正後の真の対向
局間設置距離Ｌ＝〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕＝（測定時
ｔ2 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j)（ｉ、
ｉ＋１）；ｔ＝ｔ2 〕）＋（測定時ｔ2 における短時間
平均補正量＜δＬ´（パラメータ）＞t2）、 演算式（５Ａ）：〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定
時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C
（ｉ、ｉ＋１）〕）−（測定時ｔ1 における補正後の真
の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／
０．５×｛（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間
設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定時ｔ2 に
おける補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ
＋１）〕）｝、 演算式（５Ｂ）：〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定
時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C
（ｉ、ｉ＋１）〕）−（測定時ｔ1 における補正後の真
の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／
（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離
〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）。
タ）＞が、上記測定時ｔ1 及び測定時ｔ2 における補正
前の対向局間の設置距離Ｌの見掛け上の変動を補正する
ための短時間平均補正量として、上記対向局の何れか一
方の局における任意の複数のパラメータｇの各短時間平
均補正量＜ｇ＞を加算するとき、又は対向局の各局にお
ける任意の複数のパラメータｇの各短時間平均補正量＜
ｇ＞を加算して対向局数２で除算した平均値で示すとき
は、＜δＬ´（パラメータ）＞として表し、下記演算式
（４Ａ）により、測定時ｔ1 における補正前の対向局間
設置距離Ｌ(j)と短時間平均補正量＜δＬ´（パラメー
タ）＞t1 との和に基づいて測定時ｔ1における補正後
の真の対向局間設置距離Ｌを求め、下記演算式（４Ｂ）
により、測定時ｔ2 における補正前の対向局間設置距離
Ｌ(j) と短時間平均補正量＜δＬ´（パラメータ）＞
t2 との和に基づいて測定時ｔ2 における補正後の真の
対向局間設置距離Ｌを求め、下記演算式（５Ａ）、又は
（５Ｂ）に示す（測定時ｔ2における補正後の真の対向
局間設置距離Ｌt2）の値から（測定時ｔ1 における補正
後の真の対向局間設置距離Ｌt1）の値の差の結果に基づ
いて対向局間における歪みの発生の有無を識別し、そし
て、下記演算式（５Ａ）に基づいて、（測定時ｔ2 にお
ける補正後の真の対向局間設置距離Ｌt2の値、及び測定
時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1の値
の差）と、上記（測定時ｔ1 及びｔ2 における補正後の
真の対向局間設置距離Ｌt1及びＬt2の平均値）との比か
ら、又は下記演算式（５Ｂ）に基づいて、（測定時ｔ2
における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt2の値、及び
測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1
の値の差）と、（測定時ｔ1 における補正後の真の対向
局間設置距離Ｌt1）との比から対向局間に発生する歪み
量〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2を求める事を特徴とする。 演算式（４Ａ）：測定時ｔ1 における補正後の真の対向
局間設置距離Ｌ＝〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕＝（測定時
ｔ1 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j)（ｉ、
ｉ＋１）；ｔ＝ｔ1 〕）＋（測定時ｔ1 における短時間
平均補正量＜δＬ´（パラメータ）＞t1）、 演算式（４Ｂ）：測定時ｔ2 における補正後の真の対向
局間設置距離Ｌ＝〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕＝（測定時
ｔ2 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j)（ｉ、
ｉ＋１）；ｔ＝ｔ2 〕）＋（測定時ｔ2 における短時間
平均補正量＜δＬ´（パラメータ）＞t2）、 演算式（５Ａ）：〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定
時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C
（ｉ、ｉ＋１）〕）−（測定時ｔ1 における補正後の真
の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／
０．５×｛（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間
設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定時ｔ2 に
おける補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ
＋１）〕）｝、 演算式（５Ｂ）：〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定
時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C
（ｉ、ｉ＋１）〕）−（測定時ｔ1 における補正後の真
の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／
（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離
〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）。
【００１７】請求項３の発明は、水底の断層を介在させ
て、光パルスを送光する送信局と、光パルスを受光して
次段の局に送光する中継局と、中継局からの光パルスを
受光する最終段の受信局とを所定間隔毎に対向配設して
なる測線を設け、送信局から中継局を経由し受信局に送
光される伝播用光パルスから各局毎に観測用の光パルス
を分岐し、その光電変換パルス列を伝送ケーブルを介し
て地上局に伝送し、基準量測定時τ1 において、光電変
換パルス列を取り込み、対向配設された局同士の分岐パ
ルスを１組とし、その１組毎の対向局間片道のパルス伝
播時間幅ΔＴを求め、加算して測線の伝播時間Ｔを基準
伝播時間として求め、基準伝播時間Ｔと基準量測定時τ
1 の後の測定時τ2 に求めた伝播時間Ｔとを対比し、そ
の差異の有無から水底基盤における水平歪みの変化の有
無を識別するデータ処理装置を備える光学式測距装置で
あって、上記各局に、設置周囲の水温を検出する温度セ
ンサ及び水の屈折率ｎを検出する屈折率計を設け、上記
データ処理装置は、基準量測定時τ1 の実測水温を初期
温度ｔAs℃とし、水温における水の実測屈折率を初期屈
折率ｎAsとし、初期屈折率ｎAsを下記演算式１に代入し
て求めた光パルスの伝播速度を初期伝播速度ｖAsとし、
さらに、各局同士間の１組毎の実測パルス伝播時間幅Δ
Ｔの和を初期伝播時間ＴAsとして記憶手段に記憶し、基
準量測定後の測定時τ2 の実測水温ｔn ℃における実測
屈折率ｎn を下記演算式１に代入して光パルスの伝播速
度ｖn を算出して、１組毎の実測パルス伝播時間幅ΔＴ
の和を実測伝播時間Ｔn として求め、基準量測定後の測
定時τ2 の実測伝播時間Ｔn 及び伝播速度ｖn と、初期
伝播速度ｖAsとを下記演算式２に代入して求めた伝播時
間ＴAsn を、基準量測定後の測定時τ2 における実測伝
播時間Ｔn を初期温度ｔ As℃における初期伝播時間ＴAs
に温度補正された伝播時間ＴAsn として記憶保持し、基
準量測定時τ1 の初期伝播時間ＴAsと温度補正した伝播
時間ＴAsn とを対比し、その対比結果に基づいて水平歪
みの有無を識別するように構成したことを特徴とする。 演算式１：ｖ＝Ｃ0 ／ｎ、ここで、ｎは上記基準量測定
時τ1 及び該基準量測定後の測定時τ2 の水の実測屈折
率、Ｃ0 は真空中の光速度（３×１０8 ｍ／ｓ）、ｖは
算出した上記基準量測定時τ1 及び該基準量測定後の測
定時τ2 の水中の光パルスの初期伝播速度を示す、 演算式２：ＴAsn ＝（ｖn ・Ｔn ）／ｖAs、ここで、ｖ
Asは上記基準量測定時τ 1 に測定した水中の光パルスの
初期伝播速度、ｖn は該基準量測定時τ1 の後の測定時
τ2 における水中の光パルスの伝播速度、Ｔn は上記測
定時τ2 の実測伝播時間、ＴAsn は測定時τ2 の実測伝
播時間Ｔn を上記基準量測定時τ1 の初期温度ｔAs℃に
おける初期伝播時間ＴAsに温度補正した伝播時間を示
す。
て、光パルスを送光する送信局と、光パルスを受光して
次段の局に送光する中継局と、中継局からの光パルスを
受光する最終段の受信局とを所定間隔毎に対向配設して
なる測線を設け、送信局から中継局を経由し受信局に送
光される伝播用光パルスから各局毎に観測用の光パルス
を分岐し、その光電変換パルス列を伝送ケーブルを介し
て地上局に伝送し、基準量測定時τ1 において、光電変
換パルス列を取り込み、対向配設された局同士の分岐パ
ルスを１組とし、その１組毎の対向局間片道のパルス伝
播時間幅ΔＴを求め、加算して測線の伝播時間Ｔを基準
伝播時間として求め、基準伝播時間Ｔと基準量測定時τ
1 の後の測定時τ2 に求めた伝播時間Ｔとを対比し、そ
の差異の有無から水底基盤における水平歪みの変化の有
無を識別するデータ処理装置を備える光学式測距装置で
あって、上記各局に、設置周囲の水温を検出する温度セ
ンサ及び水の屈折率ｎを検出する屈折率計を設け、上記
データ処理装置は、基準量測定時τ1 の実測水温を初期
温度ｔAs℃とし、水温における水の実測屈折率を初期屈
折率ｎAsとし、初期屈折率ｎAsを下記演算式１に代入し
て求めた光パルスの伝播速度を初期伝播速度ｖAsとし、
さらに、各局同士間の１組毎の実測パルス伝播時間幅Δ
Ｔの和を初期伝播時間ＴAsとして記憶手段に記憶し、基
準量測定後の測定時τ2 の実測水温ｔn ℃における実測
屈折率ｎn を下記演算式１に代入して光パルスの伝播速
度ｖn を算出して、１組毎の実測パルス伝播時間幅ΔＴ
の和を実測伝播時間Ｔn として求め、基準量測定後の測
定時τ2 の実測伝播時間Ｔn 及び伝播速度ｖn と、初期
伝播速度ｖAsとを下記演算式２に代入して求めた伝播時
間ＴAsn を、基準量測定後の測定時τ2 における実測伝
播時間Ｔn を初期温度ｔ As℃における初期伝播時間ＴAs
に温度補正された伝播時間ＴAsn として記憶保持し、基
準量測定時τ1 の初期伝播時間ＴAsと温度補正した伝播
時間ＴAsn とを対比し、その対比結果に基づいて水平歪
みの有無を識別するように構成したことを特徴とする。 演算式１：ｖ＝Ｃ0 ／ｎ、ここで、ｎは上記基準量測定
時τ1 及び該基準量測定後の測定時τ2 の水の実測屈折
率、Ｃ0 は真空中の光速度（３×１０8 ｍ／ｓ）、ｖは
算出した上記基準量測定時τ1 及び該基準量測定後の測
定時τ2 の水中の光パルスの初期伝播速度を示す、 演算式２：ＴAsn ＝（ｖn ・Ｔn ）／ｖAs、ここで、ｖ
Asは上記基準量測定時τ 1 に測定した水中の光パルスの
初期伝播速度、ｖn は該基準量測定時τ1 の後の測定時
τ2 における水中の光パルスの伝播速度、Ｔn は上記測
定時τ2 の実測伝播時間、ＴAsn は測定時τ2 の実測伝
播時間Ｔn を上記基準量測定時τ1 の初期温度ｔAs℃に
おける初期伝播時間ＴAsに温度補正した伝播時間を示
す。
【００１８】請求項４の発明は、上記測線における各局
毎に、光パルスを送光する送信局からのレーザ光送光方
向に配設されている光学的測定系と並例に、かつレーザ
光送光方向とは逆方向に向けて光学的測定系を配設する
ことにより、測線に往復路光学的測定系を形成し、往復
路光学的測定系により検出したパルス伝播時間幅データ
と、各局に設けたセンサからの検出データとを上記デー
タ処理装置に伝送する事を特徴とする。
毎に、光パルスを送光する送信局からのレーザ光送光方
向に配設されている光学的測定系と並例に、かつレーザ
光送光方向とは逆方向に向けて光学的測定系を配設する
ことにより、測線に往復路光学的測定系を形成し、往復
路光学的測定系により検出したパルス伝播時間幅データ
と、各局に設けたセンサからの検出データとを上記デー
タ処理装置に伝送する事を特徴とする。
【００１９】請求項５の発明は、上記測線に対し、先頭
に位置する送信局、中継局、及び受信局の列からなる測
線の多数を、測線の伝播用光パルスを送光する送信局
と、各測線の先頭送信局とが並列位置するよう敷設し、
測線の送信局と、各測線の先頭送信局とが、測線の送信
局が送光する伝播用光パルスから分岐した伝播用光パル
スを各測線の先頭送信局に順次伝播するよう光結合され
ており、各測線の先頭送信局から中継局を介して受信局
に、伝播用光パルスを送光し、各測線の先頭送信局、中
継局、及び受信局から分岐した伝播用光パルスから分岐
した観測用の光パルスの光電変換パルス列と、各局毎に
設けたセンサからの検出データとをデータ処理装置に伝
送することを特徴とする。
に位置する送信局、中継局、及び受信局の列からなる測
線の多数を、測線の伝播用光パルスを送光する送信局
と、各測線の先頭送信局とが並列位置するよう敷設し、
測線の送信局と、各測線の先頭送信局とが、測線の送信
局が送光する伝播用光パルスから分岐した伝播用光パル
スを各測線の先頭送信局に順次伝播するよう光結合され
ており、各測線の先頭送信局から中継局を介して受信局
に、伝播用光パルスを送光し、各測線の先頭送信局、中
継局、及び受信局から分岐した伝播用光パルスから分岐
した観測用の光パルスの光電変換パルス列と、各局毎に
設けたセンサからの検出データとをデータ処理装置に伝
送することを特徴とする。
【００２０】請求項６の発明は、上記測線における所定
の局を、送信局から送光する伝播用光パルスを分岐する
分岐局とし、分岐局から複数の方向に向けて、先頭に位
置する送信局、中継局、及び受信局よりなる分岐測線の
複数を分岐敷設し、伝播用光パルスを分岐局にて分岐
し、各分岐測線の先頭送信局から中継局を介して受信局
に送光し、各分岐測線の先頭送信局、中継局、及び受信
局から、伝播用光パスルから分岐した観測用の光パルス
の光電変換パルス列と、各分岐測線の各局に設けたセン
サの検出データとを上記データ処理装置に伝送する事を
特徴とする。
の局を、送信局から送光する伝播用光パルスを分岐する
分岐局とし、分岐局から複数の方向に向けて、先頭に位
置する送信局、中継局、及び受信局よりなる分岐測線の
複数を分岐敷設し、伝播用光パルスを分岐局にて分岐
し、各分岐測線の先頭送信局から中継局を介して受信局
に送光し、各分岐測線の先頭送信局、中継局、及び受信
局から、伝播用光パスルから分岐した観測用の光パルス
の光電変換パルス列と、各分岐測線の各局に設けたセン
サの検出データとを上記データ処理装置に伝送する事を
特徴とする。
【００２１】請求項７の発明は、水底における多数の三
角形の頂点を形成する位置毎に観測局を敷設し、観測局
は、この観測局から発生される光伝播パルスを観測局に
隣接する観測局のうちの半数の観測局に対してそれぞれ
送光し、隣接する観測局のうちの残りの半数の観測局か
ら送光される光伝播パルスをそれぞれ受光するよう構成
することにより観測局同士が相互に光結合している光学
式測距装置であって、観測局と、この観測局に隣接する
各観測局との間で送、受光される光伝播パルスの検出伝
播時間幅データ、及び各観測局に設けたセンサの上記検
出データとをデータ処理装置に伝送することを特徴とす
る。
角形の頂点を形成する位置毎に観測局を敷設し、観測局
は、この観測局から発生される光伝播パルスを観測局に
隣接する観測局のうちの半数の観測局に対してそれぞれ
送光し、隣接する観測局のうちの残りの半数の観測局か
ら送光される光伝播パルスをそれぞれ受光するよう構成
することにより観測局同士が相互に光結合している光学
式測距装置であって、観測局と、この観測局に隣接する
各観測局との間で送、受光される光伝播パルスの検出伝
播時間幅データ、及び各観測局に設けたセンサの上記検
出データとをデータ処理装置に伝送することを特徴とす
る。
【００２２】請求項８の発明は、上記光電変換パルス列
を伝送ケーブルを介して地上局に伝送し、対向設置され
た局同士の分岐パルスを１組とし、１組毎のパルス伝播
時間幅ΔＴを、周波数が異なる複数のクロックパルスに
より計数することを特徴とする。
を伝送ケーブルを介して地上局に伝送し、対向設置され
た局同士の分岐パルスを１組とし、１組毎のパルス伝播
時間幅ΔＴを、周波数が異なる複数のクロックパルスに
より計数することを特徴とする。
【００２３】請求項９の発明は、水底の断層を介在させ
て、光パルスを送光する送信局、光パルスを受光して次
段の局に送光する中継局、及び中継局からの光パルスを
受光する最終段の受信局を所定間隔毎に配設してなる測
線を敷設し、データ処理装置を備える地上局からの伝送
ケーブルを上記送信局、中継局、及び受信局を連接し、
対向する上記各局同士間に介在する伝送ケーブルに、各
局同士を接続する分布型光ファイバー温度計をそれぞれ
添設し、基準量測定時ｔ1 及び該測定時ｔ1 から所定時
間経過後の測定時ｔ2 のそれぞれの計測時において、対
向局の一方の対向局から他方の対向局に向け、上記一方
の対向局にて分岐した一方の分岐光パルスＳｗを上記対
向局間に介在する水中光路を透過させると共に、他方の
分岐光パルスＳｃを上記対向局間同士を連接する分布型
光ファイバー温度計の光ファイバー光路を介して伝送
し、分岐光パルスＳｃ及び基準光パルスＳｐを他方の対
向局内設置の計測演算装置の第１成分検出部にて受光
し、検出した両パルスＳｃ及びＳｐ間の位相差を示す第
１の成分信号と、分岐光パルスＳｗ及び基準光パルスＳ
ｐを計測演算装置の第２成分検出部にて受光し、検出し
た両パルスＳｗ及びＳｐ間の位相差を示す第２の成分信
号との位相差を示す基準量測定時ｔ1 及び測定時ｔ2 の
検出信号をそれぞれ伝送ケーブルを介して地上局に伝送
し、地上局にて、基準量測定時ｔ1 における計測時の検
出信号と測定時ｔ2 における計測時の検出信号との位相
差を対比し、その対比結果に基づいて、測線を構成する
対向局間に介在する水温とその余の対向局間の水温との
相違に関係無く、断層の出現の有無、あるいは、断層の
伸縮、地殻変動の有無を識別することを特徴とする。
て、光パルスを送光する送信局、光パルスを受光して次
段の局に送光する中継局、及び中継局からの光パルスを
受光する最終段の受信局を所定間隔毎に配設してなる測
線を敷設し、データ処理装置を備える地上局からの伝送
ケーブルを上記送信局、中継局、及び受信局を連接し、
対向する上記各局同士間に介在する伝送ケーブルに、各
局同士を接続する分布型光ファイバー温度計をそれぞれ
添設し、基準量測定時ｔ1 及び該測定時ｔ1 から所定時
間経過後の測定時ｔ2 のそれぞれの計測時において、対
向局の一方の対向局から他方の対向局に向け、上記一方
の対向局にて分岐した一方の分岐光パルスＳｗを上記対
向局間に介在する水中光路を透過させると共に、他方の
分岐光パルスＳｃを上記対向局間同士を連接する分布型
光ファイバー温度計の光ファイバー光路を介して伝送
し、分岐光パルスＳｃ及び基準光パルスＳｐを他方の対
向局内設置の計測演算装置の第１成分検出部にて受光
し、検出した両パルスＳｃ及びＳｐ間の位相差を示す第
１の成分信号と、分岐光パルスＳｗ及び基準光パルスＳ
ｐを計測演算装置の第２成分検出部にて受光し、検出し
た両パルスＳｗ及びＳｐ間の位相差を示す第２の成分信
号との位相差を示す基準量測定時ｔ1 及び測定時ｔ2 の
検出信号をそれぞれ伝送ケーブルを介して地上局に伝送
し、地上局にて、基準量測定時ｔ1 における計測時の検
出信号と測定時ｔ2 における計測時の検出信号との位相
差を対比し、その対比結果に基づいて、測線を構成する
対向局間に介在する水温とその余の対向局間の水温との
相違に関係無く、断層の出現の有無、あるいは、断層の
伸縮、地殻変動の有無を識別することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下に本発明の第１の実施の形態
の詳細を、添付した図面に基づいて説明する。図１は海
底に配設する本発明のレーザ光送信局の構成を示し、
（Ａ）は同（Ｂ）の切断線Ａ−Ａ′に沿って切断して矢
印Ｐ方向から眺めた送信局の一部断面図、（Ｂ）は
（Ａ）に示す送信局の斜視図、図２は測線の中継局の内
部構成を概略的に示す断面図、図３は海底の送信局、中
継局、及び受信局からの観測データを地上局に送信する
伝送ケーブルと、片側給電を行う給電線とを備える外装
ケーブルの断面図、図４（Ａ）は送信局、中継局、及び
受信局に設けた光増幅器の構成図、（Ｂ）は光増幅器の
例としてエルビウム（Ｅr ）添加型光ファイバー式光増
幅器の構成図を示し、図５は光電力を分岐するカプラー
を示すもので、（Ａ）は送信局に配設される前段の光カ
プラーを側面から眺めた図、（Ｂ）は上記送信局の前段
の光カプラーの後段に配設される光カプラーを側面から
眺めた図、（Ｃ）は測線の最終段の受信局に設けた光カ
プラーを側面から眺めた図、図６は図８に示す第１組の
測線ＡＡの各局構成の概略的断面を示し、光源光送信局
１０ａからのパルス光が中継局１０ｂ・・・を経由して
最終段の受信局１０ｎに送光する間に、各局から発信さ
れる光電変換パルスを外装ケーブルを介して伝送する説
明図、図７は図８に示す第２組の測線ＢＢの各局構成の
概略的断面を示し、測線ＡＡの送信局１０ａからの分岐
光を受光した先頭の送信局２０ａ、中継局２０ｂを経由
して受信局２０ｎに受光される間に、各局から発信され
る光電変換パルスを外装ケーブルを介して伝送する説明
図、図８は本発明の光学式測距装置の第１の敷設方式に
よる全体配設図を示し、２組の測線を平行敷設したブロ
ック図、図９（Ａ）は測線ＡＡ、測線ＢＢの各局から送
光される光パルス列Ｍa 、Ｍb 、・・・Ｍn 、及びＭ´
a 、Ｍ´b 、・・・Ｍ´n を示し、（Ｂ）は各局から光
パルスが送信される間に、光の分岐、伝播による光強度
の減衰を補償する目的で、減衰された光強度をレーザ光
源から出射されるレーザ光の光強度に光増幅した光強度
の減衰・増幅変動波形図、（Ｃ）は分岐された光パルス
の光電変換パルス列Ｐa 、Ｐb 、・・・Ｐn 、及びＰ´
a 、Ｐ´b 、・・・Ｐ´n と、各パルス間の伝播時間幅
ΔＴab、ΔＴbc、・・・ΔＴmn、及びΔＴ´ab、ΔＴ´
bc、・・・ΔＴ´mnとを示す波形図である。
の詳細を、添付した図面に基づいて説明する。図１は海
底に配設する本発明のレーザ光送信局の構成を示し、
（Ａ）は同（Ｂ）の切断線Ａ−Ａ′に沿って切断して矢
印Ｐ方向から眺めた送信局の一部断面図、（Ｂ）は
（Ａ）に示す送信局の斜視図、図２は測線の中継局の内
部構成を概略的に示す断面図、図３は海底の送信局、中
継局、及び受信局からの観測データを地上局に送信する
伝送ケーブルと、片側給電を行う給電線とを備える外装
ケーブルの断面図、図４（Ａ）は送信局、中継局、及び
受信局に設けた光増幅器の構成図、（Ｂ）は光増幅器の
例としてエルビウム（Ｅr ）添加型光ファイバー式光増
幅器の構成図を示し、図５は光電力を分岐するカプラー
を示すもので、（Ａ）は送信局に配設される前段の光カ
プラーを側面から眺めた図、（Ｂ）は上記送信局の前段
の光カプラーの後段に配設される光カプラーを側面から
眺めた図、（Ｃ）は測線の最終段の受信局に設けた光カ
プラーを側面から眺めた図、図６は図８に示す第１組の
測線ＡＡの各局構成の概略的断面を示し、光源光送信局
１０ａからのパルス光が中継局１０ｂ・・・を経由して
最終段の受信局１０ｎに送光する間に、各局から発信さ
れる光電変換パルスを外装ケーブルを介して伝送する説
明図、図７は図８に示す第２組の測線ＢＢの各局構成の
概略的断面を示し、測線ＡＡの送信局１０ａからの分岐
光を受光した先頭の送信局２０ａ、中継局２０ｂを経由
して受信局２０ｎに受光される間に、各局から発信され
る光電変換パルスを外装ケーブルを介して伝送する説明
図、図８は本発明の光学式測距装置の第１の敷設方式に
よる全体配設図を示し、２組の測線を平行敷設したブロ
ック図、図９（Ａ）は測線ＡＡ、測線ＢＢの各局から送
光される光パルス列Ｍa 、Ｍb 、・・・Ｍn 、及びＭ´
a 、Ｍ´b 、・・・Ｍ´n を示し、（Ｂ）は各局から光
パルスが送信される間に、光の分岐、伝播による光強度
の減衰を補償する目的で、減衰された光強度をレーザ光
源から出射されるレーザ光の光強度に光増幅した光強度
の減衰・増幅変動波形図、（Ｃ）は分岐された光パルス
の光電変換パルス列Ｐa 、Ｐb 、・・・Ｐn 、及びＰ´
a 、Ｐ´b 、・・・Ｐ´n と、各パルス間の伝播時間幅
ΔＴab、ΔＴbc、・・・ΔＴmn、及びΔＴ´ab、ΔＴ´
bc、・・・ΔＴ´mnとを示す波形図である。
【００２５】図１（Ａ）に示すように、海底Ｅには、地
上局のデータ処理装置からの指令信号により、所定時間
間隔毎に点灯するパルスレーザ光源４を内蔵する光送信
局１０ａが設置され、その耐圧容器１は、鉄製で、四角
柱形状を有し、その高さは、例えば、１．５ｍ程度、重
量は、例えば、２００〜３００ｋｇであり、そして、容
器１の内部は、真空状態、又は、大気圧に保持されると
ともに、後述する光学系を備えている。さらに、耐圧容
器１の外側面、又は、その頂面に、海水の屈折率を検出
する屈折率計１２、サーミスタ等による水温検出用の温
度センサ１３、ストレンゲージ等による水圧センサ１
４、例えばレーザドップラー型の流速検出用の流速セン
サ１５、流向計１６、及び塩分濃度計として、例えば、
ナトリウムイオン電極式又は電導式塩分濃度計１７が並
設され、また、容器１の内部には、地震計１０と、光源
光送信局１０ａの傾斜状態を検知する傾斜計１１とが設
けられ、それらの測定データは容器１内に配設した信号
線１８を経由し、後述する外装ケーブル１０３Ａを介し
て図示しない地上局に送信される。
上局のデータ処理装置からの指令信号により、所定時間
間隔毎に点灯するパルスレーザ光源４を内蔵する光送信
局１０ａが設置され、その耐圧容器１は、鉄製で、四角
柱形状を有し、その高さは、例えば、１．５ｍ程度、重
量は、例えば、２００〜３００ｋｇであり、そして、容
器１の内部は、真空状態、又は、大気圧に保持されると
ともに、後述する光学系を備えている。さらに、耐圧容
器１の外側面、又は、その頂面に、海水の屈折率を検出
する屈折率計１２、サーミスタ等による水温検出用の温
度センサ１３、ストレンゲージ等による水圧センサ１
４、例えばレーザドップラー型の流速検出用の流速セン
サ１５、流向計１６、及び塩分濃度計として、例えば、
ナトリウムイオン電極式又は電導式塩分濃度計１７が並
設され、また、容器１の内部には、地震計１０と、光源
光送信局１０ａの傾斜状態を検知する傾斜計１１とが設
けられ、それらの測定データは容器１内に配設した信号
線１８を経由し、後述する外装ケーブル１０３Ａを介し
て図示しない地上局に送信される。
【００２６】耐圧容器１の側壁下部を貫通している外装
ケーブル１０３Ａは、図３に示すように、例えば、各局
からの光信号伝送用の光ファイバーケーブル及び光電変
換パルス等の観測データを伝送する通信線よりなる伝送
ケーブル１１３と、その周囲を囲む片側給電線１２３
と、伝送ケーブル１１３及び給電線１２３を囲む外装部
１３３とにより構成されているが、対向耐圧容器１間に
介在するケーブル１０３Ａは、対向耐圧容器１間の海底
に歪みが発生しても、その影響を吸収して容器１が転倒
しないようにたるみを持たせて接続されている。なお、
外装部１３３には、必要に応じて鉄線を巻付けるよう構
成して引っ張り強度を増大させることも可能である。勿
論、図８に示す測線ＢＢの外装ケーブル１０３Ｂも同様
に構成されている。
ケーブル１０３Ａは、図３に示すように、例えば、各局
からの光信号伝送用の光ファイバーケーブル及び光電変
換パルス等の観測データを伝送する通信線よりなる伝送
ケーブル１１３と、その周囲を囲む片側給電線１２３
と、伝送ケーブル１１３及び給電線１２３を囲む外装部
１３３とにより構成されているが、対向耐圧容器１間に
介在するケーブル１０３Ａは、対向耐圧容器１間の海底
に歪みが発生しても、その影響を吸収して容器１が転倒
しないようにたるみを持たせて接続されている。なお、
外装部１３３には、必要に応じて鉄線を巻付けるよう構
成して引っ張り強度を増大させることも可能である。勿
論、図８に示す測線ＢＢの外装ケーブル１０３Ｂも同様
に構成されている。
【００２７】図１（Ｂ）にも見られるように、容器１の
底面に設けた重錘１９の底面から約１ｍの高さ位置の４
側面には、耐圧性及び光透過性を持つパイレックス（登
録商標）製等の窓３がそれぞれ設けられ、耐圧容器１の
側壁の上部には、容器１の各側面の上部縁から水平４方
向に向けて突出する４つの庇部分２・・・を設け、窓３
が、海底に沈降するプランクトン等の死骸により汚染さ
れないようにする。
底面に設けた重錘１９の底面から約１ｍの高さ位置の４
側面には、耐圧性及び光透過性を持つパイレックス（登
録商標）製等の窓３がそれぞれ設けられ、耐圧容器１の
側壁の上部には、容器１の各側面の上部縁から水平４方
向に向けて突出する４つの庇部分２・・・を設け、窓３
が、海底に沈降するプランクトン等の死骸により汚染さ
れないようにする。
【００２８】次に、図１（Ａ）を再び参照して容器１内
の光学系を説明すると、レーザ光源４から出射されたレ
ーザパルス光は、図１（Ａ）では判別を容易にする目的
でその形状を概略的にＴ字形状にて示してあるが、図５
（Ａ）に示すように、前段の光電力分岐カプラー５Ａの
ポート５１に入射して光電力を二分し、ポート５２を介
し、その一方の分岐パルス光Ｌ１を、図４（Ａ）に示す
ように、光増幅器６に入射させ、その入射により閉止さ
れたスイッチＳＷを介して電源Ｅ１からの電流供給によ
りランプを点灯して光Ｌ２を送光し、ランプ光Ｌ２を光
増幅器の光導電体Ｆに受光させ、電源Ｅ２からＥＬ（電
場発光体）に電流が供給され、上記した分岐による光減
衰を、レーザ光源４からの出射光強度と同じ光強度にな
るように増幅した光パルス信号Ｌ３を出射する。
の光学系を説明すると、レーザ光源４から出射されたレ
ーザパルス光は、図１（Ａ）では判別を容易にする目的
でその形状を概略的にＴ字形状にて示してあるが、図５
（Ａ）に示すように、前段の光電力分岐カプラー５Ａの
ポート５１に入射して光電力を二分し、ポート５２を介
し、その一方の分岐パルス光Ｌ１を、図４（Ａ）に示す
ように、光増幅器６に入射させ、その入射により閉止さ
れたスイッチＳＷを介して電源Ｅ１からの電流供給によ
りランプを点灯して光Ｌ２を送光し、ランプ光Ｌ２を光
増幅器の光導電体Ｆに受光させ、電源Ｅ２からＥＬ（電
場発光体）に電流が供給され、上記した分岐による光減
衰を、レーザ光源４からの出射光強度と同じ光強度にな
るように増幅した光パルス信号Ｌ３を出射する。
【００２９】あるいは、図４（Ｂ）に示すように、光増
幅器として、例えばエルビウム（Ｅ r ）添加型光ファイ
バー増幅器６´を用い、レーザ光を光増幅して出射させ
てもよい。この増幅器６´の構成を概略的に説明する
と、エルビウム（Ｅr ）をシリケイトガラス、または、
フォスフェイトガラスにドープしてなる光ファイバＯＦ
のレーザ光入射部ＩＴから、入力光カプラーＩＣ、フィ
ルタＦＩＬ、光ファイバＯＦのループ形成部、及びその
出射側に光カプラーＣが連接され、さらに、その出射側
を分岐し、その一方にはＥr の９８０ｎｍ、または１４
８０ｎｍの吸収線に一致する半導体レーザを備えるポン
プレーザＰＬが、その他方には光増幅したレーザ光を出
力する出射部ＯＴが設けられている。
幅器として、例えばエルビウム（Ｅ r ）添加型光ファイ
バー増幅器６´を用い、レーザ光を光増幅して出射させ
てもよい。この増幅器６´の構成を概略的に説明する
と、エルビウム（Ｅr ）をシリケイトガラス、または、
フォスフェイトガラスにドープしてなる光ファイバＯＦ
のレーザ光入射部ＩＴから、入力光カプラーＩＣ、フィ
ルタＦＩＬ、光ファイバＯＦのループ形成部、及びその
出射側に光カプラーＣが連接され、さらに、その出射側
を分岐し、その一方にはＥr の９８０ｎｍ、または１４
８０ｎｍの吸収線に一致する半導体レーザを備えるポン
プレーザＰＬが、その他方には光増幅したレーザ光を出
力する出射部ＯＴが設けられている。
【００３０】そして、ポンプレーザＰＬのレーザ光によ
り光ファイバＯＦのエルビウム（Ｅ r ）を光励起する
と、光ファイバＯＦの入射部ＩＴに入力された、点線で
示す１５５０ｎｍの波長を持つ弱い入射光が（図４
（Ａ）の入射光Ｌ１に相当）、光ファイバＯＦ中を実線
で示すように伝播しながら光増幅されて出射端ＯＴから
出力される１５５０ｎｍの光（実線で示す、図４（Ａ）
の増幅した光パルス信号Ｌ３に相当）を利用するように
してもよい。
り光ファイバＯＦのエルビウム（Ｅ r ）を光励起する
と、光ファイバＯＦの入射部ＩＴに入力された、点線で
示す１５５０ｎｍの波長を持つ弱い入射光が（図４
（Ａ）の入射光Ｌ１に相当）、光ファイバＯＦ中を実線
で示すように伝播しながら光増幅されて出射端ＯＴから
出力される１５５０ｎｍの光（実線で示す、図４（Ａ）
の増幅した光パルス信号Ｌ３に相当）を利用するように
してもよい。
【００３１】そして、図５（Ｂ）に示す後段の分岐カプ
ラー５Ｂに向けて送光する。上記した他方の分岐パルス
光は、観測用光パルスとして、図５（Ａ）に示すよう
に、点線で示す端部を下方に緩く曲げたポート５３を介
して光電変換器９に入射され（図１（Ａ））、電気パル
スＰに変換される。
ラー５Ｂに向けて送光する。上記した他方の分岐パルス
光は、観測用光パルスとして、図５（Ａ）に示すよう
に、点線で示す端部を下方に緩く曲げたポート５３を介
して光電変換器９に入射され（図１（Ａ））、電気パル
スＰに変換される。
【００３２】なお、図４（Ａ）に示す符号Ｄ１、Ｄ２は
透明電極であり、その表面に貼着するガラスは省略して
示してある。また、図５に示す分岐カプラー５Ａは、後
述する図２に代表例として示す中継局用の分岐カプラー
にも用いられる。そして、分岐カプラー５Ａは、測線Ｂ
Ｂの先頭送信局２０ａに用いる場合には、送信局１０ａ
から送光されるパルス光を受光し得るように、分岐カプ
ラー５Ａのポート５１の端部を発信局１０ａの送光窓に
向けて緩く屈曲させるよう構成しておくことは勿論であ
る。
透明電極であり、その表面に貼着するガラスは省略して
示してある。また、図５に示す分岐カプラー５Ａは、後
述する図２に代表例として示す中継局用の分岐カプラー
にも用いられる。そして、分岐カプラー５Ａは、測線Ｂ
Ｂの先頭送信局２０ａに用いる場合には、送信局１０ａ
から送光されるパルス光を受光し得るように、分岐カプ
ラー５Ａのポート５１の端部を発信局１０ａの送光窓に
向けて緩く屈曲させるよう構成しておくことは勿論であ
る。
【００３３】さらに続けると、図５（Ｂ）に示すよう
に、後段の光電力分岐カプラー５Ｂのポート５１に入
射、分岐された一方の分岐パルス光は、ポート５２を介
して光増幅器６に入射され、そして、他方の分岐パルス
光は、伝播用光パルスとして、ポート５３を経由し、送
信局１０ａの側壁に設けた図示しない光透過窓３を介し
て海中に送光し、そして、隣接する測線ＢＢの先頭送信
局２０ａの側壁に設けた分岐光受光用の光透過窓３を介
して受光させ、光増幅器６にて、同様に、レーザ光源４
からのレーザ光強度と同一の光強度になるように光増幅
し、集光レンズ８（第２図、参照）及び光透過窓３を通
過して次段の中継局２０ｂ・・・に向けて送光される。
他方、ポート５４の端部に設けた光吸収部材（又は、光
アイソレータ）５６により、ポート５３からの反射光を
吸収する。
に、後段の光電力分岐カプラー５Ｂのポート５１に入
射、分岐された一方の分岐パルス光は、ポート５２を介
して光増幅器６に入射され、そして、他方の分岐パルス
光は、伝播用光パルスとして、ポート５３を経由し、送
信局１０ａの側壁に設けた図示しない光透過窓３を介し
て海中に送光し、そして、隣接する測線ＢＢの先頭送信
局２０ａの側壁に設けた分岐光受光用の光透過窓３を介
して受光させ、光増幅器６にて、同様に、レーザ光源４
からのレーザ光強度と同一の光強度になるように光増幅
し、集光レンズ８（第２図、参照）及び光透過窓３を通
過して次段の中継局２０ｂ・・・に向けて送光される。
他方、ポート５４の端部に設けた光吸収部材（又は、光
アイソレータ）５６により、ポート５３からの反射光を
吸収する。
【００３４】このようにして、伝播用パルス光は、図示
しない最後の中継局１０ｍ（図示せず）に送光され、こ
の中継局から、図５（Ｃ）に示すように、測線ＡＡの最
終段の受信局１０ｎに設けた分岐カプラー５Ｃのポート
５１に入射され、ポート５２、５３に２分した、観測用
光パルスとしての一方の分岐パルス光を、ポート５２の
端部に設けた光吸収部材５５により吸収し、そして、そ
の端部部分が曲げられたポート５３を介して光電変換器
９に入射され、電気パルスＰに変換される。ポート５２
の先端には光増幅器６が配設されている。
しない最後の中継局１０ｍ（図示せず）に送光され、こ
の中継局から、図５（Ｃ）に示すように、測線ＡＡの最
終段の受信局１０ｎに設けた分岐カプラー５Ｃのポート
５１に入射され、ポート５２、５３に２分した、観測用
光パルスとしての一方の分岐パルス光を、ポート５２の
端部に設けた光吸収部材５５により吸収し、そして、そ
の端部部分が曲げられたポート５３を介して光電変換器
９に入射され、電気パルスＰに変換される。ポート５２
の先端には光増幅器６が配設されている。
【００３５】なお、上記した図１（Ａ）に示す集光レン
ズ８には、容器１が傾斜して着床した場合や、レベル差
のある海底面に着床した場合に、隣接する局の送光窓と
受光窓とが正確に対向しなくても、パルス光の送受を支
障なく行えるようにする目的で、耐圧容器１の垂直方向
の軸回りにレンズ８を微回動させるための回動機構と、
送受光方向と平行する水平面に対する傾斜角、つまり、
伏角を微調整する回動機構を設け、レンズ８の位置を微
調整し、確実な送、受光を可能にするよう構成されてい
ることは勿論である。
ズ８には、容器１が傾斜して着床した場合や、レベル差
のある海底面に着床した場合に、隣接する局の送光窓と
受光窓とが正確に対向しなくても、パルス光の送受を支
障なく行えるようにする目的で、耐圧容器１の垂直方向
の軸回りにレンズ８を微回動させるための回動機構と、
送受光方向と平行する水平面に対する傾斜角、つまり、
伏角を微調整する回動機構を設け、レンズ８の位置を微
調整し、確実な送、受光を可能にするよう構成されてい
ることは勿論である。
【００３６】図２は測線ＡＡの中継局１０ｂ〜１０ｍの
耐圧容器１を示すもので、送信局１０ａの耐圧容器１の
構成と対比すると、その相違は、レーザ光源４と分岐カ
プラー５Ｂを具備していない上、分岐カプラー５Ａの前
段の光増幅器６の前方に集光レンズ８を具備する点で相
違している。
耐圧容器１を示すもので、送信局１０ａの耐圧容器１の
構成と対比すると、その相違は、レーザ光源４と分岐カ
プラー５Ｂを具備していない上、分岐カプラー５Ａの前
段の光増幅器６の前方に集光レンズ８を具備する点で相
違している。
【００３７】また、最終段の受信局１０ｎの耐圧容器１
は、図２に示す中継局用１０ｂ〜１０ｍの耐圧容器１と
対比すると、図６、及び図７に示すように、分岐カプラ
ー５Ａに代え、図５（Ｃ）に示す分岐カプラー５Ｃを備
える他、分岐カプラー５Ｃの後段にレンズ８を具備しな
い点である。さらに、測線ＢＢの先頭送信局２０ａ、中
継局２０ｂ〜２０ｍ及び受信局２０ｎにおける分岐カプ
ラーについても、測線ＡＡと同様に構成されている。
は、図２に示す中継局用１０ｂ〜１０ｍの耐圧容器１と
対比すると、図６、及び図７に示すように、分岐カプラ
ー５Ａに代え、図５（Ｃ）に示す分岐カプラー５Ｃを備
える他、分岐カプラー５Ｃの後段にレンズ８を具備しな
い点である。さらに、測線ＢＢの先頭送信局２０ａ、中
継局２０ｂ〜２０ｍ及び受信局２０ｎにおける分岐カプ
ラーについても、測線ＡＡと同様に構成されている。
【００３８】なお、図１（Ａ）及び図２において、符号
２０は、耐圧容器１を低層水流等の押圧力や、漂砂、浸
食等の影響を受けて転倒させずに長期間にわたり安定に
保持させる目的で、容器１の下方に取り付けられた重錘
１９の底面に取り付けられるもので、例えば、尖った先
端部を備え、耐圧容器の自重、及び水圧により海底地中
に刺入された脚部材を示す。
２０は、耐圧容器１を低層水流等の押圧力や、漂砂、浸
食等の影響を受けて転倒させずに長期間にわたり安定に
保持させる目的で、容器１の下方に取り付けられた重錘
１９の底面に取り付けられるもので、例えば、尖った先
端部を備え、耐圧容器の自重、及び水圧により海底地中
に刺入された脚部材を示す。
【００３９】さて、図８の第１の設置例に示すように、
海底Ｅの断層６０を跨いで、例えば、３０ｍ間隔で配設
されている各局１０ａ〜１０ｎからなる第１組の測線Ａ
Ａが配設されており、この測線ＡＡと平行に、同様に３
０ｍ間隔で配設された各局２０ａ〜２０ｎよりなる第２
組の測線ＢＢが断層６１を跨いで配設されている。
海底Ｅの断層６０を跨いで、例えば、３０ｍ間隔で配設
されている各局１０ａ〜１０ｎからなる第１組の測線Ａ
Ａが配設されており、この測線ＡＡと平行に、同様に３
０ｍ間隔で配設された各局２０ａ〜２０ｎよりなる第２
組の測線ＢＢが断層６１を跨いで配設されている。
【００４０】次に、図６、図７、及び図８に示す測線Ａ
Ａ及び測線ＢＢにて発生、伝送されるパルスについて、
図９（Ａ）〜（Ｃ）の波形図を参照しながら説明する。
図９（Ａ）に示すように、測線ＡＡの送信局１０ａのレ
ーザ光源４のパルスレーザ光Ｍa を分岐カプラー５Ａに
入射し、一方の分岐パルス光を後段の光増幅器６に入射
し、図９（Ｂ）に示すように、分岐による光減衰を、レ
ーザ光源４の光強度と同じ光強度となるように光増幅し
た伝播用パルス光を後段の分岐カプラー５Ｂに入射し、
その一方の分岐パルス光をさらに後段の光増幅器６に入
射し、さらに、耐圧容器１の光透過窓３を介して次段の
中継局１０ｂに送光させる。中継局１０ｂの光透過窓３
を介し、光増幅器６にてレーザ光源４の伝播用光パルス
の光強度と同一の光強度に光増幅した光パルスＭb を中
継局１０ｂの分岐カプラー５Ａに入射させ、光透過窓３
から図示しない次段の中継器に送光する。このようにし
て、図示しない中継局１０ｍから最終段の受信局１０ｎ
の光透過窓３を介して光増幅器６に入射され、光増幅後
にパルス光Ｍn が分岐パルス光が分岐カプラー５Ｃに入
射される。
Ａ及び測線ＢＢにて発生、伝送されるパルスについて、
図９（Ａ）〜（Ｃ）の波形図を参照しながら説明する。
図９（Ａ）に示すように、測線ＡＡの送信局１０ａのレ
ーザ光源４のパルスレーザ光Ｍa を分岐カプラー５Ａに
入射し、一方の分岐パルス光を後段の光増幅器６に入射
し、図９（Ｂ）に示すように、分岐による光減衰を、レ
ーザ光源４の光強度と同じ光強度となるように光増幅し
た伝播用パルス光を後段の分岐カプラー５Ｂに入射し、
その一方の分岐パルス光をさらに後段の光増幅器６に入
射し、さらに、耐圧容器１の光透過窓３を介して次段の
中継局１０ｂに送光させる。中継局１０ｂの光透過窓３
を介し、光増幅器６にてレーザ光源４の伝播用光パルス
の光強度と同一の光強度に光増幅した光パルスＭb を中
継局１０ｂの分岐カプラー５Ａに入射させ、光透過窓３
から図示しない次段の中継器に送光する。このようにし
て、図示しない中継局１０ｍから最終段の受信局１０ｎ
の光透過窓３を介して光増幅器６に入射され、光増幅後
にパルス光Ｍn が分岐パルス光が分岐カプラー５Ｃに入
射される。
【００４１】そして、送信局１０ａの分岐カプラー５Ａ
にて分岐された他方の分岐パルス光Ｍa 、中継局１０ｂ
の分岐カプラー５Ａにて分岐された他方の分岐パルス光
Ｍb、Ｍc ・・・と、最終段の受信局１０ｎの分岐カプ
ラー５Ｃの他方の分岐パルス光Ｍn をそれぞれ観測用光
パルスとして、それぞれ光電変換器９・・・に入射さ
せ、電気パルスＰa 、Ｐb 、Ｐc ・・・Ｐn を伝送ケー
ブル１０３にて伝送する。
にて分岐された他方の分岐パルス光Ｍa 、中継局１０ｂ
の分岐カプラー５Ａにて分岐された他方の分岐パルス光
Ｍb、Ｍc ・・・と、最終段の受信局１０ｎの分岐カプ
ラー５Ｃの他方の分岐パルス光Ｍn をそれぞれ観測用光
パルスとして、それぞれ光電変換器９・・・に入射さ
せ、電気パルスＰa 、Ｐb 、Ｐc ・・・Ｐn を伝送ケー
ブル１０３にて伝送する。
【００４２】また、測線ＢＢでは、測線ＡＡの送信局１
０ａの分岐カプラー５Ｂ（図５（Ｂ））にて分岐され、
その光透過窓３を介して海中に送光された分岐パルス光
は、伝播用光パルスとして、分岐カプラー５Ａを示す図
５（Ａ）、及び図８を参照すると、測線ＢＢの先頭に位
置する送信局２０ａの光透過窓３を介し、その耐圧容器
１内の光増幅器６に入射され、レーザ光源の光強度と同
一の光強度に光増幅される。この光増幅器６から送光さ
れたパルス光を分岐カプラー５Ａで分岐し、その一方の
分岐パルス光を光透過窓３を介して次段の中継局２０ｂ
に送光する。そして、中継器２０ｂから図示しない次段
の中継局に送光しながら、最終段の受信局２０ｎに送光
する。中継局２０ａの分岐カプラー５Ａにて分岐した他
方の分岐パルス光Ｍ´a 、及び他方の分岐パルス光Ｍ´
b ・・・Ｍ´n を、観測用光パルスとしてそれぞれ光電
変換器９に入射させ、電気パルスＰ´a 、Ｐ´b ・・・
Ｐ´n を伝送ケーブル１０３Ｂにより地上局に伝送す
る。
０ａの分岐カプラー５Ｂ（図５（Ｂ））にて分岐され、
その光透過窓３を介して海中に送光された分岐パルス光
は、伝播用光パルスとして、分岐カプラー５Ａを示す図
５（Ａ）、及び図８を参照すると、測線ＢＢの先頭に位
置する送信局２０ａの光透過窓３を介し、その耐圧容器
１内の光増幅器６に入射され、レーザ光源の光強度と同
一の光強度に光増幅される。この光増幅器６から送光さ
れたパルス光を分岐カプラー５Ａで分岐し、その一方の
分岐パルス光を光透過窓３を介して次段の中継局２０ｂ
に送光する。そして、中継器２０ｂから図示しない次段
の中継局に送光しながら、最終段の受信局２０ｎに送光
する。中継局２０ａの分岐カプラー５Ａにて分岐した他
方の分岐パルス光Ｍ´a 、及び他方の分岐パルス光Ｍ´
b ・・・Ｍ´n を、観測用光パルスとしてそれぞれ光電
変換器９に入射させ、電気パルスＰ´a 、Ｐ´b ・・・
Ｐ´n を伝送ケーブル１０３Ｂにより地上局に伝送す
る。
【００４３】なお、図９（Ｃ）に示すパルスＰa 、
Ｐb 、・・・Ｐn と、Ｐ´a 、Ｐ´b ・・・Ｐ´n とを
外装ケーブル１０３Ａ、１０３Ｂにて地上局に伝送せず
に、分岐パルス光をそのまま（又は、光増幅後）地上局
に伝送する方式も可能である。また、地上局からクロッ
クパルスを海底に設置した各局に伝送し、上記した分岐
パルス光の波長をカウントし、このカウント値を地上局
に伝送する方式も可能である。さらに、地上局に伝送さ
れる光電変換パルス列の、対向設置された局同士の分岐
パルスを１組とし、該１組毎の分岐パルスの伝播時間幅
ΔＴを、周波数が異なるクロック信号により計測し、そ
れぞれの測定結果を総合することで正確な測定値を求め
ることが可能となる。
Ｐb 、・・・Ｐn と、Ｐ´a 、Ｐ´b ・・・Ｐ´n とを
外装ケーブル１０３Ａ、１０３Ｂにて地上局に伝送せず
に、分岐パルス光をそのまま（又は、光増幅後）地上局
に伝送する方式も可能である。また、地上局からクロッ
クパルスを海底に設置した各局に伝送し、上記した分岐
パルス光の波長をカウントし、このカウント値を地上局
に伝送する方式も可能である。さらに、地上局に伝送さ
れる光電変換パルス列の、対向設置された局同士の分岐
パルスを１組とし、該１組毎の分岐パルスの伝播時間幅
ΔＴを、周波数が異なるクロック信号により計測し、そ
れぞれの測定結果を総合することで正確な測定値を求め
ることが可能となる。
【００４４】次に、測線ＡＡ、及び測線ＢＢにおける基
準値測定時ｔ1 と基準値測定時から所定時間経過後の測
定時ｔ2 とにおいて、対向する設置局間の片道の光パル
ス伝播時間幅ΔＴ、光パルスの伝播速度ｖ、対向局間設
置距離Ｌを求めるとともに、屈折率ｎ、あるいは水温等
のそのパラメータの変動に対応して見掛け上変動する対
向局の設置間距離Ｌを補正するデータ処理を行ない、対
向局間における歪み量の発生の有無を識別するデータ処
理装置について、図１０に示す機能ブロック図を参照し
ながら説明する。
準値測定時ｔ1 と基準値測定時から所定時間経過後の測
定時ｔ2 とにおいて、対向する設置局間の片道の光パル
ス伝播時間幅ΔＴ、光パルスの伝播速度ｖ、対向局間設
置距離Ｌを求めるとともに、屈折率ｎ、あるいは水温等
のそのパラメータの変動に対応して見掛け上変動する対
向局の設置間距離Ｌを補正するデータ処理を行ない、対
向局間における歪み量の発生の有無を識別するデータ処
理装置について、図１０に示す機能ブロック図を参照し
ながら説明する。
【００４５】図１０は、ＣＰＵに接続されたプリンタ、
図示しないキーボードや、マウス等の入出力装置を有す
るとともに、メモリを備え、以下に記載するデータ処理
の制御プログラムを実行するマイクロコンピュータ、又
はパソコンの機能ブロック図である。これを機能的に説
明すると、先ず測線ＡＡにおいて、検出部では、各局に
設置したセンサにより、測定時ｔ1 及びｔ2 における各
１回の測定時間、即ち、１秒〜数秒の短時間毎にＮ回に
わたり海水の屈折率と、塩分濃度、温度等のパラメータ
との反復検出を行うとともに、図９（Ｃ）に示すよう
に、海底の各耐圧容器１、即ち、各局から地上局に次々
に伝送されて来る光電変換パルスＰa 、Ｐ b 、Ｐc 、・
・・Ｐn を順次取り込み、次いで、カウンタ部では、測
定時ｔ1 及びｔ2 毎の１組のパルスＰa Ｐb 間の伝播時
間幅ΔＴabと、Ｐb Ｐc 間の伝播時間幅ΔＴbcと、・・
・・Ｐm Ｐn 間の伝播時間幅ΔＴmnを計数し、メモリに
各伝播時間幅を記憶させる。
図示しないキーボードや、マウス等の入出力装置を有す
るとともに、メモリを備え、以下に記載するデータ処理
の制御プログラムを実行するマイクロコンピュータ、又
はパソコンの機能ブロック図である。これを機能的に説
明すると、先ず測線ＡＡにおいて、検出部では、各局に
設置したセンサにより、測定時ｔ1 及びｔ2 における各
１回の測定時間、即ち、１秒〜数秒の短時間毎にＮ回に
わたり海水の屈折率と、塩分濃度、温度等のパラメータ
との反復検出を行うとともに、図９（Ｃ）に示すよう
に、海底の各耐圧容器１、即ち、各局から地上局に次々
に伝送されて来る光電変換パルスＰa 、Ｐ b 、Ｐc 、・
・・Ｐn を順次取り込み、次いで、カウンタ部では、測
定時ｔ1 及びｔ2 毎の１組のパルスＰa Ｐb 間の伝播時
間幅ΔＴabと、Ｐb Ｐc 間の伝播時間幅ΔＴbcと、・・
・・Ｐm Ｐn 間の伝播時間幅ΔＴmnを計数し、メモリに
各伝播時間幅を記憶させる。
【００４６】ところで、各局における水中の光伝播速度
ｖは、ｖ＝Ｃ0 ／ｎの演算式（１）で示される、ここ
で、Ｃ0 は真空中の光速度３×１０8 （ｍ／ｓ）、ｎは
各局設置の屈折率センサにより検出した水の屈折率を示
す。そして、水中の光パルスの伝播速度ｖ及び伝播時間
ΔＴの積と、測線ＡＡにおける対向局間のそれぞれの設
置距離Ｌとの関係は、ｖ×ΔＴ＝Ｌの演算式（２）にて
示される。
ｖは、ｖ＝Ｃ0 ／ｎの演算式（１）で示される、ここ
で、Ｃ0 は真空中の光速度３×１０8 （ｍ／ｓ）、ｎは
各局設置の屈折率センサにより検出した水の屈折率を示
す。そして、水中の光パルスの伝播速度ｖ及び伝播時間
ΔＴの積と、測線ＡＡにおける対向局間のそれぞれの設
置距離Ｌとの関係は、ｖ×ΔＴ＝Ｌの演算式（２）にて
示される。
【００４７】したがって、対向局間の屈折率ｎ、海水の
塩分濃度、水温、水圧、流速、流向等のパラメータｇの
値が変動すると、海水中の光パルスの伝播速度ｖが変動
する。このため、例えば、ｉ番目の局と（ｉ＋１）番目
の局との対向局間設置距離Ｌは、上記屈折率等のパラメ
ータｇの変動に基づく光パルスの水中伝播速度の変動の
影響を受けた補正前のｉ番目及び（ｉ＋１）番目の局間
の水中光パルスの片道伝播速度ｖ：〔ｖ(j) （ｉ、ｉ＋
１）〕と、ｉ番目の局から（ｉ＋１）番目の局への水中
光パルスの実測伝播時間幅ΔＴ：〔Ｔ(j) （ｉ、ｉ＋
１）〕との積、即ち、 （補正前の伝播速度〔ｖ(j) （ｉ、ｉ＋１）〕）×（補正前の実測伝播時間幅〔 Ｔ(j) （ｉ、ｉ＋１）〕）＝（補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j) （ｉ、ｉ＋１ ）〕）・・・（２´） で示される、ここで、ｉ、（ｉ＋１）は正の数値を示
し、ｖ(j) 、Ｔ(j) はｊ回目測定時の伝播速度と伝播時
間幅との値を示す。
塩分濃度、水温、水圧、流速、流向等のパラメータｇの
値が変動すると、海水中の光パルスの伝播速度ｖが変動
する。このため、例えば、ｉ番目の局と（ｉ＋１）番目
の局との対向局間設置距離Ｌは、上記屈折率等のパラメ
ータｇの変動に基づく光パルスの水中伝播速度の変動の
影響を受けた補正前のｉ番目及び（ｉ＋１）番目の局間
の水中光パルスの片道伝播速度ｖ：〔ｖ(j) （ｉ、ｉ＋
１）〕と、ｉ番目の局から（ｉ＋１）番目の局への水中
光パルスの実測伝播時間幅ΔＴ：〔Ｔ(j) （ｉ、ｉ＋
１）〕との積、即ち、 （補正前の伝播速度〔ｖ(j) （ｉ、ｉ＋１）〕）×（補正前の実測伝播時間幅〔 Ｔ(j) （ｉ、ｉ＋１）〕）＝（補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j) （ｉ、ｉ＋１ ）〕）・・・（２´） で示される、ここで、ｉ、（ｉ＋１）は正の数値を示
し、ｖ(j) 、Ｔ(j) はｊ回目測定時の伝播速度と伝播時
間幅との値を示す。
【００４８】上記式（２´）の右辺のｉ番目と（ｉ＋
１）番目の各局間の対向距離Ｌは、海底歪みの発生、伸
縮によるのではなく、屈折率や、その海水温度、塩分濃
度、流速、流向等のパラメータの変動により見掛け上変
動していることを示している。そこで、ｉ番目及び（ｉ
＋１）番目の対向局間の真の、即ち、見掛け上の変動を
補正した後の設置間距離Ｌは、見掛け上の変動補正前の
対向局間設置距離Ｌである上記〔Ｌ(j) （ｉ、ｉ＋
１）〕と、ｉ番目及び（ｉ＋１）番目の対向局設置距離
の補正量δＬとの和、即ち、（真の対向局間設置距離
Ｌ）＝（補正前の対向局間設置距離Ｌ）＋（補正量）に
て示される。これを具体的に示すと、 （真の対向局間設置距離〔Ｌ(j) （ｉ、ｉ＋１）〕）＝（補正前の対向局間設置 距離〔Ｌ(j) （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（補正量〔δＬ(j) （ｉ、ｉ＋１）〕）・・ ・・（２″） で示される。この式（２″）の右辺第１項の補正前の距
離Ｌの数値は上記演算式（２）で求めた値そのものを示
しているが、右辺第２項の（補正量）の算出について以
下に説明する。
１）番目の各局間の対向距離Ｌは、海底歪みの発生、伸
縮によるのではなく、屈折率や、その海水温度、塩分濃
度、流速、流向等のパラメータの変動により見掛け上変
動していることを示している。そこで、ｉ番目及び（ｉ
＋１）番目の対向局間の真の、即ち、見掛け上の変動を
補正した後の設置間距離Ｌは、見掛け上の変動補正前の
対向局間設置距離Ｌである上記〔Ｌ(j) （ｉ、ｉ＋
１）〕と、ｉ番目及び（ｉ＋１）番目の対向局設置距離
の補正量δＬとの和、即ち、（真の対向局間設置距離
Ｌ）＝（補正前の対向局間設置距離Ｌ）＋（補正量）に
て示される。これを具体的に示すと、 （真の対向局間設置距離〔Ｌ(j) （ｉ、ｉ＋１）〕）＝（補正前の対向局間設置 距離〔Ｌ(j) （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（補正量〔δＬ(j) （ｉ、ｉ＋１）〕）・・ ・・（２″） で示される。この式（２″）の右辺第１項の補正前の距
離Ｌの数値は上記演算式（２）で求めた値そのものを示
しているが、右辺第２項の（補正量）の算出について以
下に説明する。
【００４９】一般に、単に１回の測定データのみを用い
て補正量とする事は、より正確な結果が得られないため
好ましいことではない。既に述べたように、対向局間の
設置距離は、例えば３０ｍで比較的短距離であるから、
その間の屈折率分布や、塩分濃度等のパラメータ分布に
は大幅な変動は考え難く、このため、ｉ番目局と（ｉ＋
１）番目局のうち、ｉ番目局のパラメータ検出値の平均
値＜ｇ＞、又は（ｉ＋１）番目局のパラメータ検出値の
平均値＜ｇ＞の何れかを用いた補正で十分間に合うもの
と考えられる。
て補正量とする事は、より正確な結果が得られないため
好ましいことではない。既に述べたように、対向局間の
設置距離は、例えば３０ｍで比較的短距離であるから、
その間の屈折率分布や、塩分濃度等のパラメータ分布に
は大幅な変動は考え難く、このため、ｉ番目局と（ｉ＋
１）番目局のうち、ｉ番目局のパラメータ検出値の平均
値＜ｇ＞、又は（ｉ＋１）番目局のパラメータ検出値の
平均値＜ｇ＞の何れかを用いた補正で十分間に合うもの
と考えられる。
【００５０】そこで、データ処理装置の平均補正量算出
部では、各測定時ｔ1 、ｔ2 の測定時期毎に、例えば、
それぞれ１秒〜数秒の短時間の間にｉ番目及び（ｉ＋
１）番目の両局に設置したセンサ１２〜１７によりＮ回
反復検出した屈折率、海水温度、塩分濃度、流速、及び
流向等の各パラメータｇの検出値を、屈折率や塩分濃度
等の各パラメータ毎にそれぞれ区分して加算し、各加算
値を検出回数Ｎでそれぞれ除算することで、ｉ番目局、
又は（ｉ＋１）番目局における屈折率等の各パラメータ
ｇの短時間平均値、換言すると短時間平均補正量＜ｇ
＞、 を求める。
部では、各測定時ｔ1 、ｔ2 の測定時期毎に、例えば、
それぞれ１秒〜数秒の短時間の間にｉ番目及び（ｉ＋
１）番目の両局に設置したセンサ１２〜１７によりＮ回
反復検出した屈折率、海水温度、塩分濃度、流速、及び
流向等の各パラメータｇの検出値を、屈折率や塩分濃度
等の各パラメータ毎にそれぞれ区分して加算し、各加算
値を検出回数Ｎでそれぞれ除算することで、ｉ番目局、
又は（ｉ＋１）番目局における屈折率等の各パラメータ
ｇの短時間平均値、換言すると短時間平均補正量＜ｇ
＞、 を求める。
【００５１】ところで、式（２″）の右辺、第２項に示
す補正量〔δＬ(j) （ｉ、ｉ＋１）〕、即ち、＜δＬ＞
は、レーザパルス光の伝播経路における屈折率や塩分濃
度、水温等の各パラメータｇの変動（δｇ）の函数と、
計測機器のノイズ等に起因する人工的変動の和で表現さ
れるため、これらを纏めて短時間平均補正量＜δＬ＞＝
Ｆ（パラメータ）＋＜δＬ（計測機器）＞と表現でき
る。以下では、簡単のため、＜δＬ（計測機器）＞をゼ
ロと仮定するが、勿論、＜δＬ（計測機器）＞を別途実
施する計測機器の検定により推定してもよい。そして、
上記Ｆ（パラメータ）を一次近似的に＜δＬ（パラメー
タ）＞として各パラメータ毎の線形一次近似式の和で表
現すると、＜δＬ（パラメータ）＞＝＜δＬ（屈折率の
みの変動の影響）＞＋＜δＬ（塩分濃度のみの変動の影
響）＞＋＜δＬ（水温のみの変動の影響）＞＋＜δＬ
（水圧のみの変動の影響）＞＋＜δＬ（流速のみの変動
の影響）＞＋＜δＬ（流向のみの変動の影響）＞＋・・
・と記載することができる。
す補正量〔δＬ(j) （ｉ、ｉ＋１）〕、即ち、＜δＬ＞
は、レーザパルス光の伝播経路における屈折率や塩分濃
度、水温等の各パラメータｇの変動（δｇ）の函数と、
計測機器のノイズ等に起因する人工的変動の和で表現さ
れるため、これらを纏めて短時間平均補正量＜δＬ＞＝
Ｆ（パラメータ）＋＜δＬ（計測機器）＞と表現でき
る。以下では、簡単のため、＜δＬ（計測機器）＞をゼ
ロと仮定するが、勿論、＜δＬ（計測機器）＞を別途実
施する計測機器の検定により推定してもよい。そして、
上記Ｆ（パラメータ）を一次近似的に＜δＬ（パラメー
タ）＞として各パラメータ毎の線形一次近似式の和で表
現すると、＜δＬ（パラメータ）＞＝＜δＬ（屈折率の
みの変動の影響）＞＋＜δＬ（塩分濃度のみの変動の影
響）＞＋＜δＬ（水温のみの変動の影響）＞＋＜δＬ
（水圧のみの変動の影響）＞＋＜δＬ（流速のみの変動
の影響）＞＋＜δＬ（流向のみの変動の影響）＞＋・・
・と記載することができる。
【００５２】実際には、例えば、屈折率等のパラメータ
ｇのうちの任意の何れか１つのパラメータを選択し、平
均補正量算出部で算出した短時間平均補正量＜ｇ＞を＜
δＬ（パラメータ）＞と表現し、この＜δＬ（パラメー
タ）＞を、上述した式（２″）の第２項に示す各局設置
間距離Ｌの補正計算用の真の短時間平均補正量＜δＬ＞
に相当するものと見なして用いる事としたのである。そ
して、上記した短時間平均補正量である＜δＬ（パラメ
ータ）＞は、 ＜δＬ（パラメータ）＞＝ （Σ(j) N 〔δＬ（パラメータ）(j) （ｉ、ｉ＋１）〕）／Ｎ・・・（３´） の式で示されるが、このようにＮ回の反復検出値の平均
値を求めることにより、測定精度は√Ｎ倍向上すること
となる。かくして、補正前の対向局間設置距離Ｌと短時
間平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞を加算した真の距
離Ｌが、メモリに記憶される。
ｇのうちの任意の何れか１つのパラメータを選択し、平
均補正量算出部で算出した短時間平均補正量＜ｇ＞を＜
δＬ（パラメータ）＞と表現し、この＜δＬ（パラメー
タ）＞を、上述した式（２″）の第２項に示す各局設置
間距離Ｌの補正計算用の真の短時間平均補正量＜δＬ＞
に相当するものと見なして用いる事としたのである。そ
して、上記した短時間平均補正量である＜δＬ（パラメ
ータ）＞は、 ＜δＬ（パラメータ）＞＝ （Σ(j) N 〔δＬ（パラメータ）(j) （ｉ、ｉ＋１）〕）／Ｎ・・・（３´） の式で示されるが、このようにＮ回の反復検出値の平均
値を求めることにより、測定精度は√Ｎ倍向上すること
となる。かくして、補正前の対向局間設置距離Ｌと短時
間平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞を加算した真の距
離Ｌが、メモリに記憶される。
【００５３】次に、測線ＡＡにおいて、パラメータｇと
して何れか一方の局の屈折率ｎのみを選択し、ｉ番目の
局と（ｉ＋１）番目の局との真の設置間距離Ｌの算出
と、測定時ｔ1 からｔ2 の間に発生した歪み量の算出す
る場合について説明する。図１１に示すように、例え
ば、海底の断層観察開始時間ｔ1 、即ち、１秒〜数秒の
短時間ｔ1 の間に、ｉ番目局、又は（ｉ＋１）番目局に
設置した屈折率計１２により水の屈折率ｎのＮ回の反復
検出を行ない、観察開始時間（基準値測定時）ｔ1 から
所定時間経過後の時間ｔ2 、同様に１秒〜数秒の短時間
ｔ2 の間に屈折率ｎのＮ回の反復検出を行うとともに、
上記演算式（１）、（２）により算出したｉ番目と（ｉ
＋１）番目の各局間における補正前の距離Ｌと、データ
処理装置の平均補正量算出部により算出した、ｉ番目、
又は（ｉ＋１）番目の局で検出した屈折率ｎの短時間平
均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t1とを用いて、ｔ＝ｔ
1における補正後のｉ番目と（ｉ＋１）番目の局間の真
の距離ＬをＬt1 C （ｉ、ｉ＋１）と示すと、距離算出部
では、Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）＝（測定時ｔ1 における補
正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j ) （ｉ、ｉ＋１）〕）＋
（測定時ｔ1 における短時間平均補正量＜δＬ（パラメ
ータ）＞t1）・・・（４）により算出し、同様にｔ＝ｔ
2 におけるｉ番目と（ｉ＋１）番目の対向局間の補正後
の真の距離Ｌを、Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）と示すと、Ｌt2
C （ｉ、ｉ＋１）＝（測定時ｔ2 における補正前の対向
局間の設置距離〔Ｌ (j) （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定時
ｔ2 における短時間平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞
t2）・・・（４´）により算出する。
して何れか一方の局の屈折率ｎのみを選択し、ｉ番目の
局と（ｉ＋１）番目の局との真の設置間距離Ｌの算出
と、測定時ｔ1 からｔ2 の間に発生した歪み量の算出す
る場合について説明する。図１１に示すように、例え
ば、海底の断層観察開始時間ｔ1 、即ち、１秒〜数秒の
短時間ｔ1 の間に、ｉ番目局、又は（ｉ＋１）番目局に
設置した屈折率計１２により水の屈折率ｎのＮ回の反復
検出を行ない、観察開始時間（基準値測定時）ｔ1 から
所定時間経過後の時間ｔ2 、同様に１秒〜数秒の短時間
ｔ2 の間に屈折率ｎのＮ回の反復検出を行うとともに、
上記演算式（１）、（２）により算出したｉ番目と（ｉ
＋１）番目の各局間における補正前の距離Ｌと、データ
処理装置の平均補正量算出部により算出した、ｉ番目、
又は（ｉ＋１）番目の局で検出した屈折率ｎの短時間平
均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t1とを用いて、ｔ＝ｔ
1における補正後のｉ番目と（ｉ＋１）番目の局間の真
の距離ＬをＬt1 C （ｉ、ｉ＋１）と示すと、距離算出部
では、Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）＝（測定時ｔ1 における補
正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j ) （ｉ、ｉ＋１）〕）＋
（測定時ｔ1 における短時間平均補正量＜δＬ（パラメ
ータ）＞t1）・・・（４）により算出し、同様にｔ＝ｔ
2 におけるｉ番目と（ｉ＋１）番目の対向局間の補正後
の真の距離Ｌを、Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）と示すと、Ｌt2
C （ｉ、ｉ＋１）＝（測定時ｔ2 における補正前の対向
局間の設置距離〔Ｌ (j) （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定時
ｔ2 における短時間平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞
t2）・・・（４´）により算出する。
【００５４】さらに、測定時ｔ1 〜ｔ2 と歪み変化量ε
の変動傾向との関係を示す図１１から明らかとなるが、
測定時ｔ1 〜ｔ2 におけるｉ番目及び（ｉ＋１）番目の
対向局間の真の設置距離Ｌの変動量、換言すると、歪み
変化量εは、下記演算式、〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡
｛（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離
〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕−（測定時ｔ1 における補正
前の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／
０．５×｛（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間
設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定時ｔ2 に
おける補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ
＋１）〕）｝・・・（５Ａ）にて、又は下記演算式、
〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定時ｔ2 における補
正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕
−（測定時ｔ1 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ
t1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／（測定時ｔ1 における補正
後の真の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）
・・・（５Ｂ）により算出される。
の変動傾向との関係を示す図１１から明らかとなるが、
測定時ｔ1 〜ｔ2 におけるｉ番目及び（ｉ＋１）番目の
対向局間の真の設置距離Ｌの変動量、換言すると、歪み
変化量εは、下記演算式、〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡
｛（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離
〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕−（測定時ｔ1 における補正
前の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／
０．５×｛（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間
設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定時ｔ2 に
おける補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ
＋１）〕）｝・・・（５Ａ）にて、又は下記演算式、
〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定時ｔ2 における補
正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕
−（測定時ｔ1 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ
t1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／（測定時ｔ1 における補正
後の真の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）
・・・（５Ｂ）により算出される。
【００５５】比較部では、（測定時ｔ2 における補正後
の真の距離Ｌt2の算出値）と（測定時ｔ1 における補正
後の真の距離Ｌt1の算出値）との差が計測能力限界（例
えば、１０-8）以下であり、かつ、等しければ、基準値
測定時ｔ1 から所定時間経過後の測定時ｔ2 の間に有意
な歪みの発生がなく、等しくなければ、歪みが発生した
と識別し、その判別信号と上記演算式（５Ａ）、又は
（５Ｂ）により求めた歪み変化量を示す信号とを出力す
る。
の真の距離Ｌt2の算出値）と（測定時ｔ1 における補正
後の真の距離Ｌt1の算出値）との差が計測能力限界（例
えば、１０-8）以下であり、かつ、等しければ、基準値
測定時ｔ1 から所定時間経過後の測定時ｔ2 の間に有意
な歪みの発生がなく、等しくなければ、歪みが発生した
と識別し、その判別信号と上記演算式（５Ａ）、又は
（５Ｂ）により求めた歪み変化量を示す信号とを出力す
る。
【００５６】また、測線ＢＢについても同様に、パラメ
ータｇとして何れか一方の局の屈折率ｎのみを用い、ｉ
番目の局と（ｉ＋１）番目の局との真の設置間距離Ｌの
算出と、測定時ｔ1 からｔ2 の間に発生した歪み量の算
出とを説明する。図１１に示すように、海底の断層観察
開始時間ｔ1 の間に、ｉ番目局、又は（ｉ＋１）番目局
に設置した屈折率計１２により水の屈折率ｎのＮ回の反
復検出を行ない、観察開始時間（基準値測定時）ｔ1 か
ら所定時間経過後の時間ｔ2 の間に屈折率ｎのＮ回の反
復検出を行うとともに、上記演算式（１）、（２）によ
り算出したｉ番目と（ｉ＋１）番目の各局間における補
正前の距離Ｌと、データ処理装置の平均補正量算出部に
より算出した、ｉ番目、又は（ｉ＋１）番目の局で検出
した屈折率ｎの短時間平均補正量＜δＬ（パラメータ）
＞t1とを用い、距離算出部では補正後のｉ番目と（ｉ＋
１）番目の局間の真の距離Ｌを、Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）
＝（測定時ｔ1 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ
(j ) （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定時ｔ1 における短時間
平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t1）・・・（４）に
より算出し、同様にｔ＝ｔ2 におけるｉ番目と（ｉ＋
１）番目の対向局間の補正後の真の距離Ｌを、Ｌ
t2 C （ｉ、ｉ＋１）＝（測定時ｔ2 における補正前の対
向局間の設置距離〔Ｌ (j) （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定
時ｔ2 における短時間平均補正量＜δＬ（パラメータ）
＞t2）・・・（４´）により算出する。
ータｇとして何れか一方の局の屈折率ｎのみを用い、ｉ
番目の局と（ｉ＋１）番目の局との真の設置間距離Ｌの
算出と、測定時ｔ1 からｔ2 の間に発生した歪み量の算
出とを説明する。図１１に示すように、海底の断層観察
開始時間ｔ1 の間に、ｉ番目局、又は（ｉ＋１）番目局
に設置した屈折率計１２により水の屈折率ｎのＮ回の反
復検出を行ない、観察開始時間（基準値測定時）ｔ1 か
ら所定時間経過後の時間ｔ2 の間に屈折率ｎのＮ回の反
復検出を行うとともに、上記演算式（１）、（２）によ
り算出したｉ番目と（ｉ＋１）番目の各局間における補
正前の距離Ｌと、データ処理装置の平均補正量算出部に
より算出した、ｉ番目、又は（ｉ＋１）番目の局で検出
した屈折率ｎの短時間平均補正量＜δＬ（パラメータ）
＞t1とを用い、距離算出部では補正後のｉ番目と（ｉ＋
１）番目の局間の真の距離Ｌを、Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）
＝（測定時ｔ1 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ
(j ) （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定時ｔ1 における短時間
平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t1）・・・（４）に
より算出し、同様にｔ＝ｔ2 におけるｉ番目と（ｉ＋
１）番目の対向局間の補正後の真の距離Ｌを、Ｌ
t2 C （ｉ、ｉ＋１）＝（測定時ｔ2 における補正前の対
向局間の設置距離〔Ｌ (j) （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定
時ｔ2 における短時間平均補正量＜δＬ（パラメータ）
＞t2）・・・（４´）により算出する。
【００５７】さらに、測定時ｔ1 〜ｔ2 におけるｉ番目
及び（ｉ＋１）番目の対向局間の真の設置距離Ｌの変動
量、即ち、歪み変化量εを下記演算式（５Ａ）、〔ε
（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定時ｔ2 における補正後
の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕−
（測定時ｔ1 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌt1
C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／０．５×｛（測定時ｔ1 にお
ける補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋
１）〕）＋（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間
設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝により、又は下
記演算式（５Ｂ）、〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測
定時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2
C （ｉ、ｉ＋１）〕−（測定時ｔ1 における補正前の対
向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／（測定
時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt1 C
（ｉ、ｉ＋１）〕）により算出する。
及び（ｉ＋１）番目の対向局間の真の設置距離Ｌの変動
量、即ち、歪み変化量εを下記演算式（５Ａ）、〔ε
（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定時ｔ2 における補正後
の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕−
（測定時ｔ1 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌt1
C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／０．５×｛（測定時ｔ1 にお
ける補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋
１）〕）＋（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間
設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝により、又は下
記演算式（５Ｂ）、〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測
定時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2
C （ｉ、ｉ＋１）〕−（測定時ｔ1 における補正前の対
向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／（測定
時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt1 C
（ｉ、ｉ＋１）〕）により算出する。
【００５８】比較部では、（測定時ｔ2 における補正後
の真の距離Ｌt2の算出値）と（測定時ｔ1 における補正
後の真の距離Ｌt1の算出値）との差が計測能力限界（例
えば、１０-8）以下であり、かつ、等しければ、基準値
測定時ｔ1 から所定時間経過後の測定時ｔ2 の間に有意
な歪みの発生がなく、等しくなければ、歪みが発生した
と識別し、その判別信号と上記演算式（５Ａ）、又は
（５Ｂ）により求めた歪み変化量を示す信号とを出力す
る。
の真の距離Ｌt2の算出値）と（測定時ｔ1 における補正
後の真の距離Ｌt1の算出値）との差が計測能力限界（例
えば、１０-8）以下であり、かつ、等しければ、基準値
測定時ｔ1 から所定時間経過後の測定時ｔ2 の間に有意
な歪みの発生がなく、等しくなければ、歪みが発生した
と識別し、その判別信号と上記演算式（５Ａ）、又は
（５Ｂ）により求めた歪み変化量を示す信号とを出力す
る。
【００５９】次に、断層６０、６１に跨がって配設した
測線ＡＡ、ＢＢの作用を以下に説明する。いま、図６、
図８に示す光送信局１０ａのレーザ光源４から発生され
た光パルスを前段の分岐カプラー５Ａにより分岐し、分
岐による減衰分を光増幅器６によりレーザ光源４からの
光パルスの光強度と同一強度に増幅した光パルスＭ
a （図９（Ａ））を後段の分岐カプラー５Ｂに入射し、
さらに、分岐による減衰分をレーザ光源４からの光パル
スの光強度まで増幅し（図９（Ｂ））、光透過窓３を介
し、次段の中継局１０ｂの光透過窓３に向けて送光す
る。また、分岐カプラー５Ａにて分岐された他方の分岐
パルス光を、光電変換器９にて光電変換したパルスＰ a
を伝送ケーブル１０３Ａを介して図示しない地上局に伝
送する（図９（Ｃ））。
測線ＡＡ、ＢＢの作用を以下に説明する。いま、図６、
図８に示す光送信局１０ａのレーザ光源４から発生され
た光パルスを前段の分岐カプラー５Ａにより分岐し、分
岐による減衰分を光増幅器６によりレーザ光源４からの
光パルスの光強度と同一強度に増幅した光パルスＭ
a （図９（Ａ））を後段の分岐カプラー５Ｂに入射し、
さらに、分岐による減衰分をレーザ光源４からの光パル
スの光強度まで増幅し（図９（Ｂ））、光透過窓３を介
し、次段の中継局１０ｂの光透過窓３に向けて送光す
る。また、分岐カプラー５Ａにて分岐された他方の分岐
パルス光を、光電変換器９にて光電変換したパルスＰ a
を伝送ケーブル１０３Ａを介して図示しない地上局に伝
送する（図９（Ｃ））。
【００６０】次段の中継器１０ｂの光透過窓３を介して
受光した光パルスを光増幅器６によりレーザ光源４から
の光パルスの光強度と同じ強度に増幅し、分岐カプラー
５Ｂで分岐した一方の分岐パルス光を光増幅器６に入射
し、さらに、光透過窓３を介して次段の中継局に向けて
送光し、このようにして、分岐パルス光を後続する中継
局に次々に伝送する。中継局１０ｂ、・・・の分岐カプ
ラー５Ａにて分岐された他方の分岐パルス光Ｍb 、
Ｍc 、・・・Ｍm を光電変換器９により電気パルス
Ｐb 、Ｐc 、・・・Ｐm に変換し、伝送ケーブル１０３
を介して図示しない地上局に伝送する。最終段の受信局
１０ｎでは、光透過窓３を介して入射した一方の分岐パ
ルス光を光増幅６によりレーザ光源４からの光パルスの
光強度と同じ強度に増幅し、分岐カプラー５Ｃにより分
岐させた他方の分岐パルス光Ｍn の光電変換パルスＰn
を、同様に伝送ケーブル１０３を介して伝送する。
受光した光パルスを光増幅器６によりレーザ光源４から
の光パルスの光強度と同じ強度に増幅し、分岐カプラー
５Ｂで分岐した一方の分岐パルス光を光増幅器６に入射
し、さらに、光透過窓３を介して次段の中継局に向けて
送光し、このようにして、分岐パルス光を後続する中継
局に次々に伝送する。中継局１０ｂ、・・・の分岐カプ
ラー５Ａにて分岐された他方の分岐パルス光Ｍb 、
Ｍc 、・・・Ｍm を光電変換器９により電気パルス
Ｐb 、Ｐc 、・・・Ｐm に変換し、伝送ケーブル１０３
を介して図示しない地上局に伝送する。最終段の受信局
１０ｎでは、光透過窓３を介して入射した一方の分岐パ
ルス光を光増幅６によりレーザ光源４からの光パルスの
光強度と同じ強度に増幅し、分岐カプラー５Ｃにより分
岐させた他方の分岐パルス光Ｍn の光電変換パルスＰn
を、同様に伝送ケーブル１０３を介して伝送する。
【００６１】他方、図７、図８に示すように、送信局１
０ａの分岐カプラー５Ｂにより分岐した分岐パルス光
を、隣接する測線ＢＢの先頭の送信局２０ａの光透過窓
３を介して前段の光増幅器６に入射し、レーザ光源４の
光強度と同一強度に光増幅した一方の分岐パルス光Ｍ´
a を分岐カプラー５Ａに入射し、一方の分岐パルス光を
後段の光増幅器６に入射し、レーザ光源４の光強度と同
一強度に光増幅し、光透過窓３を介して次段の中継器２
０ｂに送光する。そして、分岐カプラー５Ａの他方の分
岐パルス光を光電変換器９により電気パルスＰ´a に変
換して送出する。かくして、一方の分岐光パルスを後続
する中継局２０ｂ・・・を経由し、さらに、最終段の受
信局２０ｎに次々に伝送する。他方、中継局２０ｂ、・
・・の分岐カプラー５Ａにて分岐された他方の分岐パル
ス光Ｍ´b 、Ｍc ´、・・・Ｍ´nを光電変換器９によ
り電気パルスＰ´b 、Ｐ´c 、・・・Ｐ´n に変換し、
伝送ケーブル１０３を介して図示しない地上局に伝送す
る。
０ａの分岐カプラー５Ｂにより分岐した分岐パルス光
を、隣接する測線ＢＢの先頭の送信局２０ａの光透過窓
３を介して前段の光増幅器６に入射し、レーザ光源４の
光強度と同一強度に光増幅した一方の分岐パルス光Ｍ´
a を分岐カプラー５Ａに入射し、一方の分岐パルス光を
後段の光増幅器６に入射し、レーザ光源４の光強度と同
一強度に光増幅し、光透過窓３を介して次段の中継器２
０ｂに送光する。そして、分岐カプラー５Ａの他方の分
岐パルス光を光電変換器９により電気パルスＰ´a に変
換して送出する。かくして、一方の分岐光パルスを後続
する中継局２０ｂ・・・を経由し、さらに、最終段の受
信局２０ｎに次々に伝送する。他方、中継局２０ｂ、・
・・の分岐カプラー５Ａにて分岐された他方の分岐パル
ス光Ｍ´b 、Ｍc ´、・・・Ｍ´nを光電変換器９によ
り電気パルスＰ´b 、Ｐ´c 、・・・Ｐ´n に変換し、
伝送ケーブル１０３を介して図示しない地上局に伝送す
る。
【００６２】図１２に示すフローチャートを参照し、各
局から伝送されてくる検出データの処理について説明す
る。地上局のデータ処理装置の検出部では、図９（Ｃ）
に示すように、測線ＡＡの送信局１０ａ、中継局１０
ｂ、・・・、受信局１０ｎから次々に伝送されて来る光
電変換パルスＰa 、Ｐb 、Ｐc 、・・・Ｐn と、測線Ｂ
Ｂの中継局２０ａ、・・・、受信局２０ｎから次々に伝
送されて来る光電変換パルスＰ´a 、Ｐ´b 、Ｐ´c 、
・・・Ｐ´n とを取り込むとともに、測線ＡＡからのパ
ルスＰa Ｐb 間の伝播時間幅ΔＴab、パルスＰb Ｐc 間
の伝播時間幅ΔＴ bc、・・・・、パルスＰm Ｐn 間の伝
播時間幅ΔＴmnと、測線ＢＢからのパルスＰ´a Ｐ´b
間の伝播時間幅ΔＴ´ab、パルスＰ´b Ｐ´c 間の伝播
時間幅ΔＴ´bc、・・・・、パルスＰ´m Ｐ´n 間の伝
播時間幅ΔＴ´mnとをカウンタ部にて計数し、測定時ｔ
1 、ｔ2 における各伝播時間ΔＴをメモリに記憶させる
（ステップＳ１）。そして、測線ＡＡ、ＢＢにおける各
局設置位置の屈折率、水温、水圧、流向、流速、塩分濃
度のパラメータｇを、ｉ番目、又は（ｉ＋１）番目の対
向局に設置した屈折率計１２、温度センサ１３、水圧セ
ンサ１４、流速センサ１５、流向計１６、塩分濃度計１
７のセンサにより測定時ｔ＝ｔ1 、及びこの時間から所
定時間経過後の測定時ｔ＝ｔ2 において、例えば、１秒
〜数秒間の短時間内にそれぞれＮ回反復検出する（ステ
ップＳ２）。そして、メモリに記憶させた真空中の光速
度Ｃ0 と屈折率ｎを演算式（１）に代入し、光パルスの
伝播速度ｖを求め、この伝播速度ｖとｉ番目と（ｉ＋
１）番目の局間の伝播時間ΔＴとを演算式（２）に代入
して補正前の距離Ｌを算出する（ステップ３）。
局から伝送されてくる検出データの処理について説明す
る。地上局のデータ処理装置の検出部では、図９（Ｃ）
に示すように、測線ＡＡの送信局１０ａ、中継局１０
ｂ、・・・、受信局１０ｎから次々に伝送されて来る光
電変換パルスＰa 、Ｐb 、Ｐc 、・・・Ｐn と、測線Ｂ
Ｂの中継局２０ａ、・・・、受信局２０ｎから次々に伝
送されて来る光電変換パルスＰ´a 、Ｐ´b 、Ｐ´c 、
・・・Ｐ´n とを取り込むとともに、測線ＡＡからのパ
ルスＰa Ｐb 間の伝播時間幅ΔＴab、パルスＰb Ｐc 間
の伝播時間幅ΔＴ bc、・・・・、パルスＰm Ｐn 間の伝
播時間幅ΔＴmnと、測線ＢＢからのパルスＰ´a Ｐ´b
間の伝播時間幅ΔＴ´ab、パルスＰ´b Ｐ´c 間の伝播
時間幅ΔＴ´bc、・・・・、パルスＰ´m Ｐ´n 間の伝
播時間幅ΔＴ´mnとをカウンタ部にて計数し、測定時ｔ
1 、ｔ2 における各伝播時間ΔＴをメモリに記憶させる
（ステップＳ１）。そして、測線ＡＡ、ＢＢにおける各
局設置位置の屈折率、水温、水圧、流向、流速、塩分濃
度のパラメータｇを、ｉ番目、又は（ｉ＋１）番目の対
向局に設置した屈折率計１２、温度センサ１３、水圧セ
ンサ１４、流速センサ１５、流向計１６、塩分濃度計１
７のセンサにより測定時ｔ＝ｔ1 、及びこの時間から所
定時間経過後の測定時ｔ＝ｔ2 において、例えば、１秒
〜数秒間の短時間内にそれぞれＮ回反復検出する（ステ
ップＳ２）。そして、メモリに記憶させた真空中の光速
度Ｃ0 と屈折率ｎを演算式（１）に代入し、光パルスの
伝播速度ｖを求め、この伝播速度ｖとｉ番目と（ｉ＋
１）番目の局間の伝播時間ΔＴとを演算式（２）に代入
して補正前の距離Ｌを算出する（ステップ３）。
【００６３】次に、平均補正量算出部では、ステップＳ
２で検出した測線ＡＡ、ＢＢにおける屈折率、水温、塩
分濃度等の各パラメータｇによる短時間平均補正量（Σ
(j) N 〔δｇ(j) （ｉ、ｉ＋１）〕）／Ｎをそれぞれ算
出し、即ち、＜δＬ（パラメータ）＞を求める（ステッ
プＳ４）。距離算出部では、ステップＳ４で算出した屈
折率ｎ等の短時間平均補正量＜ｇ＞のうち、屈折率ｎの
短時間平均補正量＜ｇ＞、換言すると、その＜δＬ（パ
ラメータ）＞を用いて対向局間の真の設置間距離Ｌの算
出を行う。
２で検出した測線ＡＡ、ＢＢにおける屈折率、水温、塩
分濃度等の各パラメータｇによる短時間平均補正量（Σ
(j) N 〔δｇ(j) （ｉ、ｉ＋１）〕）／Ｎをそれぞれ算
出し、即ち、＜δＬ（パラメータ）＞を求める（ステッ
プＳ４）。距離算出部では、ステップＳ４で算出した屈
折率ｎ等の短時間平均補正量＜ｇ＞のうち、屈折率ｎの
短時間平均補正量＜ｇ＞、換言すると、その＜δＬ（パ
ラメータ）＞を用いて対向局間の真の設置間距離Ｌの算
出を行う。
【００６４】即ち、測線ＡＡ、ＢＢの対向局間の、例え
ば、ｉ番目の局と（ｉ＋１）番目の局間の真の設置間距
離Ｌの変動量、即ち、歪み量εは、測定時ｔ1 とｔ2 に
おける算出した補正後の真の距離Ｌt1 C とＬt2 C とを下
記演算式、 〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置 距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕−（測定時ｔ1 における補正前の対向局間設置距 離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／０．５×｛（測定時ｔ1 における補正後の真 の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定時ｔ2 における補正後 の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝・・・（５Ａ）、 又は、 〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定時ｔ2 における補正後の対向局間設置距離 〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕）−（測定時ｔ1 における補正後の対向局間設置距離 〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設 置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）・・・（５Ｂ） に代入することにより算出される（ステップＳ５）。
ば、ｉ番目の局と（ｉ＋１）番目の局間の真の設置間距
離Ｌの変動量、即ち、歪み量εは、測定時ｔ1 とｔ2 に
おける算出した補正後の真の距離Ｌt1 C とＬt2 C とを下
記演算式、 〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置 距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕−（測定時ｔ1 における補正前の対向局間設置距 離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／０．５×｛（測定時ｔ1 における補正後の真 の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定時ｔ2 における補正後 の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝・・・（５Ａ）、 又は、 〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定時ｔ2 における補正後の対向局間設置距離 〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕）−（測定時ｔ1 における補正後の対向局間設置距離 〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設 置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）・・・（５Ｂ） に代入することにより算出される（ステップＳ５）。
【００６５】比較部では、（測定時ｔ2 における補正後
の真の距離Ｌt2の算出値）と（測定時ｔ1 における補正
後の真の距離Ｌt1の算出値）との差が計測能力限界（例
えば、１０-8）以下なら（ステップＳ６）、上記両値が
等しければ測定時ｔ1 〜ｔ2の間に有意な歪みの発生が
なく（ステップＳ８）、そうでなければ有意な歪みが発
生したと識別し（ステップＳ７）、その識別信号と上記
歪みの推定値を示す信号を出力する。
の真の距離Ｌt2の算出値）と（測定時ｔ1 における補正
後の真の距離Ｌt1の算出値）との差が計測能力限界（例
えば、１０-8）以下なら（ステップＳ６）、上記両値が
等しければ測定時ｔ1 〜ｔ2の間に有意な歪みの発生が
なく（ステップＳ８）、そうでなければ有意な歪みが発
生したと識別し（ステップＳ７）、その識別信号と上記
歪みの推定値を示す信号を出力する。
【００６６】かくして、判別信号を、屈折率計１２、温
度センサ１３、水圧センサ１４、流向計１５、流速計１
６、塩分濃度計１７により実測した水温、水圧、流向、
流速、塩分濃度等のパラメータの各測定データととも
に、プリンタ、ＣＲＴに送出し（ステップＳ９）、次
に、ステップＳ１、Ｓ２に飛んで、上記データ処理を対
向各局に対する測定を反復することにより、測線ＡＡ、
ＢＢにおける全部の対向各局間における歪みの有無を識
別するとともに、歪み量の算出を行う。なお、測定時ｔ
2 経過後の測定時ｔ3 ・・・ｔn の各測定値と、測定時
ｔ1 との各対比から歪みの発生の有無、歪み量の検知を
行うことは勿論である。
度センサ１３、水圧センサ１４、流向計１５、流速計１
６、塩分濃度計１７により実測した水温、水圧、流向、
流速、塩分濃度等のパラメータの各測定データととも
に、プリンタ、ＣＲＴに送出し（ステップＳ９）、次
に、ステップＳ１、Ｓ２に飛んで、上記データ処理を対
向各局に対する測定を反復することにより、測線ＡＡ、
ＢＢにおける全部の対向各局間における歪みの有無を識
別するとともに、歪み量の算出を行う。なお、測定時ｔ
2 経過後の測定時ｔ3 ・・・ｔn の各測定値と、測定時
ｔ1 との各対比から歪みの発生の有無、歪み量の検知を
行うことは勿論である。
【００６７】上記した例では、光学式測距装置の収納容
器の側部の形状を四角柱状に特定し、その４側面に光透
過窓を設ける旨を述べてあるが、光透過窓の穿設高さ位
置の側壁のみを円筒形状に、又は、側壁全体を円筒形状
に形成した上、１２０°、９０°、６０°又は４５°間
隔に光透過窓を設けることで、送受光方向を３方向、４
方向、６方向、及び８方向にも分岐して送受光可能とし
たり、また、９０°毎に光透過窓を設け、その内の３方
向を送受方向とするよう構成する事も随意である。さら
に、多方向に光を分岐送光する場合には、図５に示す分
岐カプラーは２方向に分岐させるから、例えば、受光光
を３方向に分岐させるには、光増幅器を介在させながら
分岐カプラー２個を縦設すればよく、したがって、分岐
を行う局に、分岐方向数の増加に対応した数の分岐カプ
ラーを配設するよう構成すればよい。
器の側部の形状を四角柱状に特定し、その４側面に光透
過窓を設ける旨を述べてあるが、光透過窓の穿設高さ位
置の側壁のみを円筒形状に、又は、側壁全体を円筒形状
に形成した上、１２０°、９０°、６０°又は４５°間
隔に光透過窓を設けることで、送受光方向を３方向、４
方向、６方向、及び８方向にも分岐して送受光可能とし
たり、また、９０°毎に光透過窓を設け、その内の３方
向を送受方向とするよう構成する事も随意である。さら
に、多方向に光を分岐送光する場合には、図５に示す分
岐カプラーは２方向に分岐させるから、例えば、受光光
を３方向に分岐させるには、光増幅器を介在させながら
分岐カプラー２個を縦設すればよく、したがって、分岐
を行う局に、分岐方向数の増加に対応した数の分岐カプ
ラーを配設するよう構成すればよい。
【００６８】また、ケーシング内に傾斜計１０を設けて
あるため、本発明の光学式測距装置を傾斜して布設した
際には、傾斜計の傾斜信号は地上局に伝送され、これを
識別したオペレータは各中継局に設けた図示しないケー
ブルを、例えば、ケーブル布設用作業船を用いて牽引す
ることで、各中継局の傾斜を補正して設置することが可
能となる。さらに、上記実施例において、送信局、中継
局、及び受信局の何れかにデータ処理装置を設け、そこ
で検出データの処理を行って判別データを得た後、地上
局に転送するよう構成してもよいことは勿論である。
あるため、本発明の光学式測距装置を傾斜して布設した
際には、傾斜計の傾斜信号は地上局に伝送され、これを
識別したオペレータは各中継局に設けた図示しないケー
ブルを、例えば、ケーブル布設用作業船を用いて牽引す
ることで、各中継局の傾斜を補正して設置することが可
能となる。さらに、上記実施例において、送信局、中継
局、及び受信局の何れかにデータ処理装置を設け、そこ
で検出データの処理を行って判別データを得た後、地上
局に転送するよう構成してもよいことは勿論である。
【００６９】次に、既に述べた＜δＬ（パラメータ）＞
は、対向局の何れか一方の局における任意の１つのパラ
メータｇの短時間平均補正量に限定されるものではな
く、対向局の何れか一方の局で求めた任意の複数のパラ
メータｇの各短時間平均補正量＜ｇ＞を加算したとき、
又は対向局の各局において求めた任意の複数のパラメー
タｇの各短時間平均補正量＜ｇ＞を加算して対向局数２
で除算した平均値で示すときにも適用されるもので、そ
れらの場合の短時間平均補正量を、識別化のため＜δＬ
´（パラメータ）＞と表現する事とする。ところで、対
向局の何れか一方の局で求めた複数のパラメータｇの短
時間平均補正量＜ｇ＞を加算するときは、演算式（３
Ａ）により、＜δＬ´（パラメータ）＞＝＜δＬ（屈折
率のみの変動の影響）＞＋＜δＬ（塩分濃度のみの変動
の影響）＞＋＜δＬ（水温のみの変動の影響）＞＋＜δ
Ｌ（水圧のみの変動の影響）＞＋＜δＬ（流速のみの変
動の影響）＞＋＜δＬ（流向のみの変動の影響）＞と示
し、また、対向局の各局において求めた任意の複数のパ
ラメータｇの短時間平均補正量＜ｇ＞を加算して対向局
数２、換言すると、０．５で除算した平均値で示すとき
は、演算式（３Ｂ）により、＜δＬ´（パラメータ）＞
＝０．５×｛（一方の局における〔＜δＬ（屈折率のみ
の変動の影響）＞＋＜δＬ（塩分濃度のみの変動の影
響）＞＋＜δＬ（水温のみの変動の影響）＞＋＜δＬ
（水圧のみの変動の影響）＞＋＜δＬ（流速のみの変動
の影響）＞＋＜δＬ（流向のみの変動の影響）＞〕）＋
（他方の局における〔＜δＬ（屈折率のみの変動の影
響）＞＋＜δＬ（塩分濃度のみの変動の影響）＞＋＜δ
Ｌ（水温のみの変動の影響）＞＋＜δＬ（水圧のみの変
動の影響）＞＋＜δＬ（流速のみの変動の影響）＞＋＜
δＬ（流向のみの変動の影響）＞〕）｝と示す。
は、対向局の何れか一方の局における任意の１つのパラ
メータｇの短時間平均補正量に限定されるものではな
く、対向局の何れか一方の局で求めた任意の複数のパラ
メータｇの各短時間平均補正量＜ｇ＞を加算したとき、
又は対向局の各局において求めた任意の複数のパラメー
タｇの各短時間平均補正量＜ｇ＞を加算して対向局数２
で除算した平均値で示すときにも適用されるもので、そ
れらの場合の短時間平均補正量を、識別化のため＜δＬ
´（パラメータ）＞と表現する事とする。ところで、対
向局の何れか一方の局で求めた複数のパラメータｇの短
時間平均補正量＜ｇ＞を加算するときは、演算式（３
Ａ）により、＜δＬ´（パラメータ）＞＝＜δＬ（屈折
率のみの変動の影響）＞＋＜δＬ（塩分濃度のみの変動
の影響）＞＋＜δＬ（水温のみの変動の影響）＞＋＜δ
Ｌ（水圧のみの変動の影響）＞＋＜δＬ（流速のみの変
動の影響）＞＋＜δＬ（流向のみの変動の影響）＞と示
し、また、対向局の各局において求めた任意の複数のパ
ラメータｇの短時間平均補正量＜ｇ＞を加算して対向局
数２、換言すると、０．５で除算した平均値で示すとき
は、演算式（３Ｂ）により、＜δＬ´（パラメータ）＞
＝０．５×｛（一方の局における〔＜δＬ（屈折率のみ
の変動の影響）＞＋＜δＬ（塩分濃度のみの変動の影
響）＞＋＜δＬ（水温のみの変動の影響）＞＋＜δＬ
（水圧のみの変動の影響）＞＋＜δＬ（流速のみの変動
の影響）＞＋＜δＬ（流向のみの変動の影響）＞〕）＋
（他方の局における〔＜δＬ（屈折率のみの変動の影
響）＞＋＜δＬ（塩分濃度のみの変動の影響）＞＋＜δ
Ｌ（水温のみの変動の影響）＞＋＜δＬ（水圧のみの変
動の影響）＞＋＜δＬ（流速のみの変動の影響）＞＋＜
δＬ（流向のみの変動の影響）＞〕）｝と示す。
【００７０】次に、対向局の何れか一方の局で求めた任
意の複数のパラメータｇの各短時間平均補正量＜ｇ＞を
加算したもの、又は、「対向局の各局において求めた任
意の複数のパラメータｇの各短時間平均補正量＜ｇ＞の
加算して対向局数２で除算した平均値」で示したものを
＜δＬ´（パラメータ）＞と表し、これを用いた歪み量
の算出を説明する。この場合、前述した対向局の何れか
一方の局の任意の１つのパラメータｇを選択した時の各
短時間平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞の算出前の処
理過程は同じであるが、これ以後の処理過程が若干相違
するので、以下に相違点について説明する。
意の複数のパラメータｇの各短時間平均補正量＜ｇ＞を
加算したもの、又は、「対向局の各局において求めた任
意の複数のパラメータｇの各短時間平均補正量＜ｇ＞の
加算して対向局数２で除算した平均値」で示したものを
＜δＬ´（パラメータ）＞と表し、これを用いた歪み量
の算出を説明する。この場合、前述した対向局の何れか
一方の局の任意の１つのパラメータｇを選択した時の各
短時間平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞の算出前の処
理過程は同じであるが、これ以後の処理過程が若干相違
するので、以下に相違点について説明する。
【００７１】先ず、測定時ｔ1 、ｔ2 に検出した任意の
複数のパラメータｇを用いた各短時間平均補正量を加算
したものを＜δＬ´（パラメータ）＞とし、対向局の何
れか一方の局で求めた任意の複数のパラメータｇ、例え
ば、屈折率、塩分濃度のパラメータｇを選択したとき
は、演算式（３Ａ）により、＜δＬ´（パラメータ）＞
＝＜δＬ（屈折率のみの変動の影響）＞＋＜δＬ（塩分
濃度のみの変動の影響）＞を算出し、補正後の真の対向
局間設置距離Ｌを求める下記演算式（４Ａ）、（４Ｂ）
の右辺第２項にそれぞれ代入する。また、対向局の各局
において求めた任意の複数のパラメータｇを用いた各短
時間平均補正量＜ｇ＞、例えば、各局における屈折率、
塩分濃度、水温のパラメータｇを選択したときは、演算
式（３Ｂ）により、＜δＬ´（パラメータ）＞＝０．５
×｛（一方の局における〔＜δＬ（屈折率のみの変動の
影響）＞＋＜δＬ（塩分濃度のみの変動の影響）＞＋＜
δＬ（水温のみの変動の影響）＞〕）＋（他方の局にお
ける〔＜δＬ（屈折率のみの変動の影響）＞＋＜δＬ
（塩分濃度のみの変動の影響）＞＋＜δＬ（水温のみの
変動の影響）＞〕）｝を算出し、この場合も同様に、補
正後の真の対向局間設置距離Ｌを求める下記演算式（４
Ａ）、（４Ｂ）の右辺第２項にそれぞれ代入する。
複数のパラメータｇを用いた各短時間平均補正量を加算
したものを＜δＬ´（パラメータ）＞とし、対向局の何
れか一方の局で求めた任意の複数のパラメータｇ、例え
ば、屈折率、塩分濃度のパラメータｇを選択したとき
は、演算式（３Ａ）により、＜δＬ´（パラメータ）＞
＝＜δＬ（屈折率のみの変動の影響）＞＋＜δＬ（塩分
濃度のみの変動の影響）＞を算出し、補正後の真の対向
局間設置距離Ｌを求める下記演算式（４Ａ）、（４Ｂ）
の右辺第２項にそれぞれ代入する。また、対向局の各局
において求めた任意の複数のパラメータｇを用いた各短
時間平均補正量＜ｇ＞、例えば、各局における屈折率、
塩分濃度、水温のパラメータｇを選択したときは、演算
式（３Ｂ）により、＜δＬ´（パラメータ）＞＝０．５
×｛（一方の局における〔＜δＬ（屈折率のみの変動の
影響）＞＋＜δＬ（塩分濃度のみの変動の影響）＞＋＜
δＬ（水温のみの変動の影響）＞〕）＋（他方の局にお
ける〔＜δＬ（屈折率のみの変動の影響）＞＋＜δＬ
（塩分濃度のみの変動の影響）＞＋＜δＬ（水温のみの
変動の影響）＞〕）｝を算出し、この場合も同様に、補
正後の真の対向局間設置距離Ｌを求める下記演算式（４
Ａ）、（４Ｂ）の右辺第２項にそれぞれ代入する。
【００７２】よって、何れの場合も、測定時ｔ1 におけ
る補正後の真の対向局間設置距離Ｌは、 Ｌ＝〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕＝（測定時ｔ1 における補正前の対向局間設置距 離〔Ｌ(j) （ｉ、ｉ＋１）；ｔ＝ｔ1 〕）＋（測定時ｔ1 における短時間平均補 正量＜δＬ´（パラメータ）＞t1）・・・演算式（４Ａ） に示すように、測定時ｔ1 における補正前の対向局間設
置距離Ｌ(j) と上記短時間平均補正量＜δＬ´（パラメ
ータ）＞t1 との和から測定時ｔ1 における補正後の真
の対向局間設置距離Ｌを求めると共に、測定時ｔ2 にお
ける補正後の真の対向局間の設置距離Ｌは、 測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌ＝〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１） 〕＝（測定時ｔ2 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j) （ｉ、ｉ＋１）； ｔ＝ｔ2 〕）＋（測定時ｔ2 における短時間平均補正量＜δＬ´（パラメータ） ＞t2）・・・演算式（４Ｂ） に示すように、測定時ｔ2 における補正前の対向局間設
置距離Ｌ(j) と上記短時間平均補正量＜δＬ´（パラメ
ータ）＞t2 との和から測定時ｔ2 における補正後の真
の対向局間設置距離Ｌを求める。
る補正後の真の対向局間設置距離Ｌは、 Ｌ＝〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕＝（測定時ｔ1 における補正前の対向局間設置距 離〔Ｌ(j) （ｉ、ｉ＋１）；ｔ＝ｔ1 〕）＋（測定時ｔ1 における短時間平均補 正量＜δＬ´（パラメータ）＞t1）・・・演算式（４Ａ） に示すように、測定時ｔ1 における補正前の対向局間設
置距離Ｌ(j) と上記短時間平均補正量＜δＬ´（パラメ
ータ）＞t1 との和から測定時ｔ1 における補正後の真
の対向局間設置距離Ｌを求めると共に、測定時ｔ2 にお
ける補正後の真の対向局間の設置距離Ｌは、 測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌ＝〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１） 〕＝（測定時ｔ2 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j) （ｉ、ｉ＋１）； ｔ＝ｔ2 〕）＋（測定時ｔ2 における短時間平均補正量＜δＬ´（パラメータ） ＞t2）・・・演算式（４Ｂ） に示すように、測定時ｔ2 における補正前の対向局間設
置距離Ｌ(j) と上記短時間平均補正量＜δＬ´（パラメ
ータ）＞t2 との和から測定時ｔ2 における補正後の真
の対向局間設置距離Ｌを求める。
【００７３】 次に、｛（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、 ｉ＋１）〕）−（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ ｉ、ｉ＋１）〕）｝／０．５×｛（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設 置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局 間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝・・・演算式（５Ａ）、 又は、 ｛（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１） 〕）−（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋ １）〕）｝／（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ 、ｉ＋１）〕）・・・演算式（５Ｂ）、 の分子の｛（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間
設置距離Ｌt2）の値から、（測定時ｔ1 における補正後
の真の対向局間設置距離Ｌt1）の値の差｝の結果に基づ
いて対向局間における歪みの発生の有無を識別し、そし
て、演算式（５Ａ）に基づき、｛（測定時ｔ2 における
補正後の真の対向局間設置距離Ｌt2の値、及び測定時ｔ
1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1の値の
差）と、上記（測定時ｔ1 及びｔ2 における補正後の真
の対向局間設置距離Ｌt1及びＬt2の平均値）｝との比か
ら対向局間に発生する歪み量〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2
を、又は演算式（５Ｂ）に基づいて、｛（測定時ｔ2 に
おける補正後の真の対向局間設置距離Ｌt2の値、及び測
定時ｔ 1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1の
値の差）と、上記（測定時ｔ1における補正後の真の対
向局間設置距離Ｌt1）｝との比から対向局間に発生する
歪み量〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2を求めることが出来
る。
設置距離Ｌt2）の値から、（測定時ｔ1 における補正後
の真の対向局間設置距離Ｌt1）の値の差｝の結果に基づ
いて対向局間における歪みの発生の有無を識別し、そし
て、演算式（５Ａ）に基づき、｛（測定時ｔ2 における
補正後の真の対向局間設置距離Ｌt2の値、及び測定時ｔ
1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1の値の
差）と、上記（測定時ｔ1 及びｔ2 における補正後の真
の対向局間設置距離Ｌt1及びＬt2の平均値）｝との比か
ら対向局間に発生する歪み量〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2
を、又は演算式（５Ｂ）に基づいて、｛（測定時ｔ2 に
おける補正後の真の対向局間設置距離Ｌt2の値、及び測
定時ｔ 1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1の
値の差）と、上記（測定時ｔ1における補正後の真の対
向局間設置距離Ｌt1）｝との比から対向局間に発生する
歪み量〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2を求めることが出来
る。
【００７４】次に、上記した測定処理を実行する測線の
多数を幾つかの断層を跨いで多方向に分岐配設した実施
例を、以下に説明する。図１３は、観測領域を一層拡大
するため、測線の多数を幾つかの断層を跨いで多方向に
分岐配設した第２の設置例のブロック図を示し、例え
ば、３０ｍ間隔毎に配設された送信局１０Ａ、中継局１
０Ｂ、・・・、１０Ｆ、・・・１０Ｍ、受信局１０Ｎよ
りなる測線ＡＡが断層７１、７２を跨いで直線状に敷設
され、送信局１０Ａから送光された光パルスは中継局１
０Ｂ、・・・１０Ｍ、受信局１０Ｎに次々に伝播され
る。
多数を幾つかの断層を跨いで多方向に分岐配設した実施
例を、以下に説明する。図１３は、観測領域を一層拡大
するため、測線の多数を幾つかの断層を跨いで多方向に
分岐配設した第２の設置例のブロック図を示し、例え
ば、３０ｍ間隔毎に配設された送信局１０Ａ、中継局１
０Ｂ、・・・、１０Ｆ、・・・１０Ｍ、受信局１０Ｎよ
りなる測線ＡＡが断層７１、７２を跨いで直線状に敷設
され、送信局１０Ａから送光された光パルスは中継局１
０Ｂ、・・・１０Ｍ、受信局１０Ｎに次々に伝播され
る。
【００７５】そして、測線ＡＡの中継局１０Ｆを光パル
ス分岐局とし、その図示しない２個の光透過窓を介して
光パルスを、直交方向に配設されている一方の測線ＢＢ
の先頭送信局３０Ａの光透過窓に送光し、さらに、図示
しない中継局を経由して最終段の受信局３０Ｎに送光す
る一方、他方の測線ＣＣの先頭送信局４０Ａの光透過窓
に送光し、図示しない中継局を経由して最終段の受信局
４０Ｎに送光する。
ス分岐局とし、その図示しない２個の光透過窓を介して
光パルスを、直交方向に配設されている一方の測線ＢＢ
の先頭送信局３０Ａの光透過窓に送光し、さらに、図示
しない中継局を経由して最終段の受信局３０Ｎに送光す
る一方、他方の測線ＣＣの先頭送信局４０Ａの光透過窓
に送光し、図示しない中継局を経由して最終段の受信局
４０Ｎに送光する。
【００７６】また、中継局１０Ｍを光パルス分岐局と
し、その図示しない２個の光透過窓を介して光パルス
を、直交方向に配設されている一方の測線ＨＨの先頭送
信局５０Ａの光透過窓に送光し、図示しない中継局を経
由して最終段の受信局５０Ｎに送光する一方、他方の測
線ＪＪの先頭送信局６０Ａの光透過窓に送光し、図示し
ない中継局を経由して最終段の受信局６０Ｎに送光す
る。
し、その図示しない２個の光透過窓を介して光パルス
を、直交方向に配設されている一方の測線ＨＨの先頭送
信局５０Ａの光透過窓に送光し、図示しない中継局を経
由して最終段の受信局５０Ｎに送光する一方、他方の測
線ＪＪの先頭送信局６０Ａの光透過窓に送光し、図示し
ない中継局を経由して最終段の受信局６０Ｎに送光す
る。
【００７７】さらに、測線ＡＡの受信局１０Ｎを光パル
ス分岐局とし、その光透過窓を介して光パルスが、相互
にほぼ９０°の角度を持ち、かつ、断層７３に跨がって
配設されている一方の測線ＫＫの先頭送信局７０Ａに送
光し、図示しない中継局を介して最終段の受信局７０Ｎ
に送光され、また、他方の測線ＬＬの先頭送信局８０Ａ
の光透過窓に送光するとともに、図示しない中継局を介
して最終段の受信局８０Ｎに送光される。
ス分岐局とし、その光透過窓を介して光パルスが、相互
にほぼ９０°の角度を持ち、かつ、断層７３に跨がって
配設されている一方の測線ＫＫの先頭送信局７０Ａに送
光し、図示しない中継局を介して最終段の受信局７０Ｎ
に送光され、また、他方の測線ＬＬの先頭送信局８０Ａ
の光透過窓に送光するとともに、図示しない中継局を介
して最終段の受信局８０Ｎに送光される。
【００７８】そして、測線ＡＡ、ＢＢ、ＨＨ、ＪＪ、Ｋ
Ｋ、ＬＬの各局から発生される光電変換パルスＰと、測
定した海水の屈折率、水温、水圧、流向、流速、塩分濃
度データとを、並列伝送ケーブル１０３Ａ、１０３Ｂ、
１０３Ｃ、１０３Ｈ、１０３Ｊ、１０３Ｋ、１０３Ｌを
経由し、これらの搬送ケーブルを収容している伝送ケー
ブル１０３Ｔを介して搬送され、地上局にて既に述べた
データ処理を実行する。上記したように、観測領域が７
本の測線により敷設されるため、観測領域の拡大化をは
かることが可能となる。
Ｋ、ＬＬの各局から発生される光電変換パルスＰと、測
定した海水の屈折率、水温、水圧、流向、流速、塩分濃
度データとを、並列伝送ケーブル１０３Ａ、１０３Ｂ、
１０３Ｃ、１０３Ｈ、１０３Ｊ、１０３Ｋ、１０３Ｌを
経由し、これらの搬送ケーブルを収容している伝送ケー
ブル１０３Ｔを介して搬送され、地上局にて既に述べた
データ処理を実行する。上記したように、観測領域が７
本の測線により敷設されるため、観測領域の拡大化をは
かることが可能となる。
【００７９】次に、多数の測線を海底に平行敷設する第
３の設置例のブロック図を示す図１４を参照すると、例
えば、３０ｍ間隔毎に配設された光パルスを発生する送
信局１０ａ、中継局１０ｂ・・・、受信局１０ｎを直線
状に敷設した測線ＡＡと、送信局１０ａからの分岐光パ
ルスを送光される先頭送信局２０ａ、中継局２０ｂ・・
・、受信局２０ｎを直線状に敷設した測線ＢＢと、測線
ＢＢの先頭送信局２０ａからの分岐光パルスを送光され
る先頭送信局３０ａ、中継局３０ｂ・・・、受信局３０
ｎ 直線状に敷設した測線ＣＣと、測線ＣＣの先頭送信
局３０ｂからの分岐光パルスを送光される先頭送信局４
０ａ、中継局４０ｂ・・・、受信局４０ｎを直線状に敷
設した測線ＤＤと、測線ＤＤの先頭送信局４０ａからの
分岐光パルスを送光される一方の先頭送信局５０ａ、中
継局５０ｂ・・・、受信局５０ｎを直線状に敷設した測
線ＥＥとが海底に平行配設されている。そして、測線Ａ
Ａ、測線ＢＢ、測線ＣＣ、測線ＤＤ、及び測線ＥＥにお
ける各局から発生される光電変換パルスＰと、敷設位置
における海水温度、水圧、流向、流速、及び塩分濃度の
測定データとを、それぞれ並列した搬送ケーブル１０３
Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ、及び１０３Ｅを介
して地上局に搬送される。この場合でも、既に述べた海
水の温度変動による温度補償等のデータ処理と同じデー
タ処理を行う。
３の設置例のブロック図を示す図１４を参照すると、例
えば、３０ｍ間隔毎に配設された光パルスを発生する送
信局１０ａ、中継局１０ｂ・・・、受信局１０ｎを直線
状に敷設した測線ＡＡと、送信局１０ａからの分岐光パ
ルスを送光される先頭送信局２０ａ、中継局２０ｂ・・
・、受信局２０ｎを直線状に敷設した測線ＢＢと、測線
ＢＢの先頭送信局２０ａからの分岐光パルスを送光され
る先頭送信局３０ａ、中継局３０ｂ・・・、受信局３０
ｎ 直線状に敷設した測線ＣＣと、測線ＣＣの先頭送信
局３０ｂからの分岐光パルスを送光される先頭送信局４
０ａ、中継局４０ｂ・・・、受信局４０ｎを直線状に敷
設した測線ＤＤと、測線ＤＤの先頭送信局４０ａからの
分岐光パルスを送光される一方の先頭送信局５０ａ、中
継局５０ｂ・・・、受信局５０ｎを直線状に敷設した測
線ＥＥとが海底に平行配設されている。そして、測線Ａ
Ａ、測線ＢＢ、測線ＣＣ、測線ＤＤ、及び測線ＥＥにお
ける各局から発生される光電変換パルスＰと、敷設位置
における海水温度、水圧、流向、流速、及び塩分濃度の
測定データとを、それぞれ並列した搬送ケーブル１０３
Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ、及び１０３Ｅを介
して地上局に搬送される。この場合でも、既に述べた海
水の温度変動による温度補償等のデータ処理と同じデー
タ処理を行う。
【００８０】図１５は、国土地理院により地上に設置し
た三角測量網と同様に、海底における多数の三角形の頂
点形成位置毎に観測局を二次元的拡がりを形成するよう
に敷設した第４の設置例のブロック図である。なお、こ
の実施の形態例では、隣接２局間の伝播時間を測定し、
その測定時ｔ1 の測定値とこの測定時ｔ1 から所定時間
経過した測定時ｔ2 の測定値との差の有無を識別し、こ
れにより、２局間に介在する地殻の伸縮の有無を判別す
る点でこれ迄の実施の形態の例とは相違するが、その後
の温度補正等のデータ処理については、これ迄述べたも
のと同じである。
た三角測量網と同様に、海底における多数の三角形の頂
点形成位置毎に観測局を二次元的拡がりを形成するよう
に敷設した第４の設置例のブロック図である。なお、こ
の実施の形態例では、隣接２局間の伝播時間を測定し、
その測定時ｔ1 の測定値とこの測定時ｔ1 から所定時間
経過した測定時ｔ2 の測定値との差の有無を識別し、こ
れにより、２局間に介在する地殻の伸縮の有無を判別す
る点でこれ迄の実施の形態の例とは相違するが、その後
の温度補正等のデータ処理については、これ迄述べたも
のと同じである。
【００８１】図１５において、例えば、３０ｍ間隔毎
に、後述する構成を有する観測局１０Ａ１・・・１０Ａ
６・・・と、１０Ｂ１・・・１０Ｂ７・・・と、さら
に、１０Ｃ１・・・１０Ｃ７・・・と、１０Ｄ２・・・
１０Ｄ７・・・とが、例えば、正三角形の各頂点形成位
置に敷設されている。
に、後述する構成を有する観測局１０Ａ１・・・１０Ａ
６・・・と、１０Ｂ１・・・１０Ｂ７・・・と、さら
に、１０Ｃ１・・・１０Ｃ７・・・と、１０Ｄ２・・・
１０Ｄ７・・・とが、例えば、正三角形の各頂点形成位
置に敷設されている。
【００８２】次に、図１５の観測網の梯形領域Ｓを抜き
出して示す図１６を参照し、この観測網に用いるに観測
局の構成と、各観測局間における光パルスの伝播及び伝
播時間Ｔの測定とについて説明する。この観測局は全て
同じ構成であるが、伝播時間の測定説明の中心となる観
測局１０Ｂ３についてはその関連部材について参照符号
を付して説明し、隣接観測局については上記説明と関連
する部材についてだけ参照符号を付して説明し、説明の
重複化を避けることとする。
出して示す図１６を参照し、この観測網に用いるに観測
局の構成と、各観測局間における光パルスの伝播及び伝
播時間Ｔの測定とについて説明する。この観測局は全て
同じ構成であるが、伝播時間の測定説明の中心となる観
測局１０Ｂ３についてはその関連部材について参照符号
を付して説明し、隣接観測局については上記説明と関連
する部材についてだけ参照符号を付して説明し、説明の
重複化を避けることとする。
【００８３】観測局１０Ｂ３内の水平軸における図中左
側の水平線位置を０°とし、ここから時計方向回りに６
０°ずつの角度間隔をおいて３個の光電変換器９Ａ、９
Ｂ、９Ｃを配設し、さらに、図中右側の水平線位置を１
８０°とし、ここから時計方向回りに６０°ずつ角度間
隔を置いて、パルス光を発生するレーザ光源４Ｃ、４
Ｂ、４Ａの順に配設されている。なお、このレーザ光源
４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、図示しない搬送ケーブル内の給電
ケーブルに接続され、地上局のデータ処理装置からの指
令により、所定時間間隔毎に同時的に点灯するよう構成
されている。この観測局の構成によれば、これ迄の説明
した観測局のように、分岐カプラー５Ａ〜５Ｃ、及び光
増幅器６を備える必要がなく、構成上の簡単化がはかれ
る。
側の水平線位置を０°とし、ここから時計方向回りに６
０°ずつの角度間隔をおいて３個の光電変換器９Ａ、９
Ｂ、９Ｃを配設し、さらに、図中右側の水平線位置を１
８０°とし、ここから時計方向回りに６０°ずつ角度間
隔を置いて、パルス光を発生するレーザ光源４Ｃ、４
Ｂ、４Ａの順に配設されている。なお、このレーザ光源
４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、図示しない搬送ケーブル内の給電
ケーブルに接続され、地上局のデータ処理装置からの指
令により、所定時間間隔毎に同時的に点灯するよう構成
されている。この観測局の構成によれば、これ迄の説明
した観測局のように、分岐カプラー５Ａ〜５Ｃ、及び光
増幅器６を備える必要がなく、構成上の簡単化がはかれ
る。
【００８４】次に、例示的に、観測局１０Ｂ３を中心と
した隣接局への光パルスの伝播と、この局１０Ｂ３と隣
接局１０Ａ２、及び１０Ａ３との間の伝播時間Ｔ1 、Ｔ
2 、隣接局１０Ｂ２、及び１０Ｂ４との間の伝播時間Ｔ
3 、Ｔ4 、隣接局１０Ｃ３、１０Ｃ４との間の伝播時間
Ｔ5 、Ｔ6 の測定について説明する。
した隣接局への光パルスの伝播と、この局１０Ｂ３と隣
接局１０Ａ２、及び１０Ａ３との間の伝播時間Ｔ1 、Ｔ
2 、隣接局１０Ｂ２、及び１０Ｂ４との間の伝播時間Ｔ
3 、Ｔ4 、隣接局１０Ｃ３、１０Ｃ４との間の伝播時間
Ｔ5 、Ｔ6 の測定について説明する。
【００８５】隣接局１０Ａ１（図１５、１６参照）から
の送光パルスを局１０Ａ２の光電変換器９Ａが受光し、
発生した光電変換パルスＫ１を伝送ケーブル１０４Ａ１
を介し、地上局のデータ処理装置内のカウンタ部に送信
する。そして、同時点灯するレーザ光源４Ａの光パルス
を隣接局１０Ｂ２の光電変換器９Ｃに送光し、レーザ光
源４Ｂの光パルスを隣接局１０Ｂ３の光電変換器９Ｂに
送光し、発生したパルスＫ２をケーブル１０４Ｂ５を介
して上記カウンタ部に送信し、対向局１０Ａ２と１０Ｂ
３との間の光パルス伝播時間Ｔ1 を示す計数値を出力さ
せ、また、レーザ光源４Ｃの光パルスを隣接局１０Ａ３
の光電変換器９Ａに送光し、発生パルスＫ３をケーブル
１０４Ａ４を介してカウンタ部に送信する。
の送光パルスを局１０Ａ２の光電変換器９Ａが受光し、
発生した光電変換パルスＫ１を伝送ケーブル１０４Ａ１
を介し、地上局のデータ処理装置内のカウンタ部に送信
する。そして、同時点灯するレーザ光源４Ａの光パルス
を隣接局１０Ｂ２の光電変換器９Ｃに送光し、レーザ光
源４Ｂの光パルスを隣接局１０Ｂ３の光電変換器９Ｂに
送光し、発生したパルスＫ２をケーブル１０４Ｂ５を介
して上記カウンタ部に送信し、対向局１０Ａ２と１０Ｂ
３との間の光パルス伝播時間Ｔ1 を示す計数値を出力さ
せ、また、レーザ光源４Ｃの光パルスを隣接局１０Ａ３
の光電変換器９Ａに送光し、発生パルスＫ３をケーブル
１０４Ａ４を介してカウンタ部に送信する。
【００８６】局１０Ａ３のレーザ光源４Ａからの光パル
スを隣接局１０Ｂ３の光電変換器９Ｃに送光し、この光
電変換器９Ｃからの発生パルスＫ４はケーブル１０４Ｂ
６を介し、上記パルスＫ３が送信されるカウンタ部に送
信される。このため、対向局１０Ａ３と１０Ｂ３との間
の光パルスの伝播時間Ｔ2 を示す計数値が出力される。
スを隣接局１０Ｂ３の光電変換器９Ｃに送光し、この光
電変換器９Ｃからの発生パルスＫ４はケーブル１０４Ｂ
６を介し、上記パルスＫ３が送信されるカウンタ部に送
信される。このため、対向局１０Ａ３と１０Ｂ３との間
の光パルスの伝播時間Ｔ2 を示す計数値が出力される。
【００８７】隣接局１０Ｂ１からの光パルス（図１５、
１６参照）を局１０Ｂ２の光電変換器９Ａが受光し、発
生したパルスＫ５をケーブル１０４Ｂ１を介してカウン
タ部に送信する。他方、このカウンタ部には、ケーブル
１０４Ｂ４を介し、局１０Ｂ２のレーザ光源４Ｃからの
光パルスを隣接局１０Ｂ３の光電変換器９Ａが受光し、
その発生パルスＫ６が送信されるので、このカウンタ部
からは対向局１０Ｂ２と１０Ｂ３との間の光パルス伝播
時間Ｔ3 の計数値が出力される。
１６参照）を局１０Ｂ２の光電変換器９Ａが受光し、発
生したパルスＫ５をケーブル１０４Ｂ１を介してカウン
タ部に送信する。他方、このカウンタ部には、ケーブル
１０４Ｂ４を介し、局１０Ｂ２のレーザ光源４Ｃからの
光パルスを隣接局１０Ｂ３の光電変換器９Ａが受光し、
その発生パルスＫ６が送信されるので、このカウンタ部
からは対向局１０Ｂ２と１０Ｂ３との間の光パルス伝播
時間Ｔ3 の計数値が出力される。
【００８８】局１０Ｂ３のレーザ光源４Ａ〜４Ｃが同時
点灯し、レーザ光源４Ａの光パルスが隣接局１０Ｃ３の
光電変換器９Ｃに送信され、その発生パルスＫ８はケー
ブル１０４Ｃ６を介し、前記パルスＫ６が送信されるカ
ウンタ部に入力され、対向局１０Ｂ３と１０Ｃ３との間
の光パルスの伝播時間Ｔ5 の計数値が出力される。
点灯し、レーザ光源４Ａの光パルスが隣接局１０Ｃ３の
光電変換器９Ｃに送信され、その発生パルスＫ８はケー
ブル１０４Ｃ６を介し、前記パルスＫ６が送信されるカ
ウンタ部に入力され、対向局１０Ｂ３と１０Ｃ３との間
の光パルスの伝播時間Ｔ5 の計数値が出力される。
【００８９】また、局１０Ｂ３のレーザ光源４Ｂからの
光パルスを隣接局１０Ｃ４の光電変換器９Ｂが受光し、
発生パルスＫ９をケーブル１０４Ｃ８を介し、局１０Ｂ
３からケーブル１０４Ｂ４を介して発生パルスＫ６が送
信されるカウンタ部に入力され、対向局１０Ｂ３と１０
Ｃ４との間の光パルスの伝播時間Ｔ6 の計数値が出力さ
れる。
光パルスを隣接局１０Ｃ４の光電変換器９Ｂが受光し、
発生パルスＫ９をケーブル１０４Ｃ８を介し、局１０Ｂ
３からケーブル１０４Ｂ４を介して発生パルスＫ６が送
信されるカウンタ部に入力され、対向局１０Ｂ３と１０
Ｃ４との間の光パルスの伝播時間Ｔ6 の計数値が出力さ
れる。
【００９０】さらに、局１０Ｂ３のレーザ光源４Ｃから
の光パルスが隣接局１０Ｂ４の光電変換器９Ａに送光さ
れ、発生パルスＫ７はケーブル１０４Ｂ７を介し、局１
０Ｂ３からの発生パルスＫ６をケーブル１０４Ｂ４を介
して送信されるカウンタ部に送信されることにより、対
向局１０Ｂ３と１０Ｂ４との間の光パルス伝播時間Ｔ 4
を示す計数値が出力される。地上局のデータ処理装置で
は、上記した伝播時間Ｔ1 〜伝播時間Ｔ6 を検知する
が、温度補正等のその余のデータ処理については、既に
述べたと同様に実行する。また、上記観測局を正三角形
の頂点位置に配設する例を説明したが、二等辺三角形
や、その他任意の角度を有する三角形に対しても配設可
能である。その場合、３個の光電変換器、及び３個のレ
ーザ光源は、上記実施例で述べた作用を行い得るよう任
意の角度にて配設する例について述べたが、湖底の断層
を跨いで配設することも可能である。
の光パルスが隣接局１０Ｂ４の光電変換器９Ａに送光さ
れ、発生パルスＫ７はケーブル１０４Ｂ７を介し、局１
０Ｂ３からの発生パルスＫ６をケーブル１０４Ｂ４を介
して送信されるカウンタ部に送信されることにより、対
向局１０Ｂ３と１０Ｂ４との間の光パルス伝播時間Ｔ 4
を示す計数値が出力される。地上局のデータ処理装置で
は、上記した伝播時間Ｔ1 〜伝播時間Ｔ6 を検知する
が、温度補正等のその余のデータ処理については、既に
述べたと同様に実行する。また、上記観測局を正三角形
の頂点位置に配設する例を説明したが、二等辺三角形
や、その他任意の角度を有する三角形に対しても配設可
能である。その場合、３個の光電変換器、及び３個のレ
ーザ光源は、上記実施例で述べた作用を行い得るよう任
意の角度にて配設する例について述べたが、湖底の断層
を跨いで配設することも可能である。
【００９１】なお、上記した図１３〜図１５に示す実施
例にも、短時間平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞や、
＜δＬ´（パラメータ）＞を用い、測線の各局間の真の
設置間距離Ｌを求める前述した測定処理を適用できるこ
とは言う迄もない。
例にも、短時間平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞や、
＜δＬ´（パラメータ）＞を用い、測線の各局間の真の
設置間距離Ｌを求める前述した測定処理を適用できるこ
とは言う迄もない。
【００９２】次に、図１７を参照し、水温の変動に基づ
く光パルスの伝播速度ｖの変動に対し、図１乃至図１６
に示した光学式測距装置よりも、より精密に温度補償の
行える本発明の第２の実施の形態の光学式測距装置の実
施例を説明する。
く光パルスの伝播速度ｖの変動に対し、図１乃至図１６
に示した光学式測距装置よりも、より精密に温度補償の
行える本発明の第２の実施の形態の光学式測距装置の実
施例を説明する。
【００９３】図１７に示すように、海底Ｅに設置した、
例えば、測線ＡＡを構成する送信局１０ａ′、複数の中
継局１０ｂ′・・・、及び受信局１０ｎ′には、図示し
ない地上局から延伸した伝送ケーブル１０３Ａが貫通、
連接されている。そして、送信局１０ａ′と初段の中継
局１０ｂ′の間、第２段目の中継局１０ｂ´から最後の
中継局１０ｍ´の間において対設する中継局同士、最後
に中継局１０ｍ´とこれに対向する最後尾に位置する受
信局１０ｎ′との間には、各局を貫通している伝送ケー
ブル１０３Ａの各外周面に、図１９（Ａ）に示す分布型
光ファイバー温度計ＴＨ１、ＴＨ２、・・・、ＴＨｍが
添設されている。
例えば、測線ＡＡを構成する送信局１０ａ′、複数の中
継局１０ｂ′・・・、及び受信局１０ｎ′には、図示し
ない地上局から延伸した伝送ケーブル１０３Ａが貫通、
連接されている。そして、送信局１０ａ′と初段の中継
局１０ｂ′の間、第２段目の中継局１０ｂ´から最後の
中継局１０ｍ´の間において対設する中継局同士、最後
に中継局１０ｍ´とこれに対向する最後尾に位置する受
信局１０ｎ′との間には、各局を貫通している伝送ケー
ブル１０３Ａの各外周面に、図１９（Ａ）に示す分布型
光ファイバー温度計ＴＨ１、ＴＨ２、・・・、ＴＨｍが
添設されている。
【００９４】図１９（Ａ）を参照しながら分布型光ファ
イバー温度計ＴＨ１を概略説明すると、光ファイバー温
度計ＴＨ１は、コアＣＲの外周にクラッドＣＬを有し、
その外周にメタルコーティングＭＣを施してなるもの
で、その長手方向に沿う多箇所にて加熱されている光フ
ァイバー温度計ＴＨ１の入射端ＩＴにパルスレーザ光を
入射すると、光ファイバー温度計ＴＨ１の各所でラマン
散乱光（周波数が変動する）が発生するが、ラマン散乱
光の強度は温度依存性を持つ。そして、その後方散乱光
を検出すると、ラマン散乱光の発生位置に対応してパル
ス光が入射してから戻って来る迄の時間が異なるため、
光ファイバー温度計ＴＨ１の温度を位置毎に求め、光フ
ァイバー温度計ＴＨ１の長手方向に沿った温度分布を求
めることが出来る。なお、この種の光ファイバー温度計
の温度測定範囲は、例えば、−２００℃〜５００℃であ
り、長さ３０ｋｍまでの温度分布が測定可能である。
イバー温度計ＴＨ１を概略説明すると、光ファイバー温
度計ＴＨ１は、コアＣＲの外周にクラッドＣＬを有し、
その外周にメタルコーティングＭＣを施してなるもの
で、その長手方向に沿う多箇所にて加熱されている光フ
ァイバー温度計ＴＨ１の入射端ＩＴにパルスレーザ光を
入射すると、光ファイバー温度計ＴＨ１の各所でラマン
散乱光（周波数が変動する）が発生するが、ラマン散乱
光の強度は温度依存性を持つ。そして、その後方散乱光
を検出すると、ラマン散乱光の発生位置に対応してパル
ス光が入射してから戻って来る迄の時間が異なるため、
光ファイバー温度計ＴＨ１の温度を位置毎に求め、光フ
ァイバー温度計ＴＨ１の長手方向に沿った温度分布を求
めることが出来る。なお、この種の光ファイバー温度計
の温度測定範囲は、例えば、−２００℃〜５００℃であ
り、長さ３０ｋｍまでの温度分布が測定可能である。
【００９５】なお、本発明では、光ファイバー温度計Ｔ
Ｈ１の長手方向に沿った温度分布検出を行う必要は必ず
しもない。単に、分布型光ファイバー温度計ＴＨ１の外
周の海水温度に対応して伝播速度が変動するパルスレー
ザ光を検出してもよい。そこで、本発明においては、光
ファイバー温度計ＴＨ１の入射端ＩＴにパルスレーザ光
Ｓｃを入力し、その出射端ＯＴにて透過光パルス、又
は、前方散乱光パルスも検出する。
Ｈ１の長手方向に沿った温度分布検出を行う必要は必ず
しもない。単に、分布型光ファイバー温度計ＴＨ１の外
周の海水温度に対応して伝播速度が変動するパルスレー
ザ光を検出してもよい。そこで、本発明においては、光
ファイバー温度計ＴＨ１の入射端ＩＴにパルスレーザ光
Ｓｃを入力し、その出射端ＯＴにて透過光パルス、又
は、前方散乱光パルスも検出する。
【００９６】ところで、図１８に示すように、各中継局
１０ｂ´・・・と受信局１０ｎ´とに設けた計測演算装
置８００・・・のそれぞれは、ケーブル１０３Ａを介し
て地上局から伝送される駆動パルスＤＳにより付勢され
て基準光パルスを発生する基準光パルス発生部８０１
と、成分検出部８０２、８０３と、計測演算部８０４と
を備えている。
１０ｂ´・・・と受信局１０ｎ´とに設けた計測演算装
置８００・・・のそれぞれは、ケーブル１０３Ａを介し
て地上局から伝送される駆動パルスＤＳにより付勢され
て基準光パルスを発生する基準光パルス発生部８０１
と、成分検出部８０２、８０３と、計測演算部８０４と
を備えている。
【００９７】第１の成分検出部８０２は、基準光パルス
発生部８０１から出射される基準光パルスＳＰと、光フ
ァイバー温度計ＴＨ１の出射端から放射される上記パル
スレーザ光Ｓｃとが入射され、基準光パルスＳＰを参照
して両パルス間の位相差を示す第１の成分光パルス信号
を求め、電気信号に変換して計測演算部８０４に入力
し、デジタル電気信号に変換する。また、第２の成分検
出部８０３も、同様に、上記基準光パルス発生部８０１
から出射される基準光パルスＳＰと、後述する海中を透
過するパルスレーザ光Ｓｗとが入射され、基準光パルス
ＳＰを参照して両パルス間の位相差を示す第２の成分光
パルス信号を求め、電気信号に変換して計測演算部８０
４に入力し、デジタル電気信号に変換する。そして、計
測演算部８０４から、パルスＳｃの光路長を示す位相差
信号とパルスＳｗの光路長を示す位相差信号とを対比
し、両光路長の差を示す位相差信号をケーブル１０３Ａ
を介して地上局に伝送する。
発生部８０１から出射される基準光パルスＳＰと、光フ
ァイバー温度計ＴＨ１の出射端から放射される上記パル
スレーザ光Ｓｃとが入射され、基準光パルスＳＰを参照
して両パルス間の位相差を示す第１の成分光パルス信号
を求め、電気信号に変換して計測演算部８０４に入力
し、デジタル電気信号に変換する。また、第２の成分検
出部８０３も、同様に、上記基準光パルス発生部８０１
から出射される基準光パルスＳＰと、後述する海中を透
過するパルスレーザ光Ｓｗとが入射され、基準光パルス
ＳＰを参照して両パルス間の位相差を示す第２の成分光
パルス信号を求め、電気信号に変換して計測演算部８０
４に入力し、デジタル電気信号に変換する。そして、計
測演算部８０４から、パルスＳｃの光路長を示す位相差
信号とパルスＳｗの光路長を示す位相差信号とを対比
し、両光路長の差を示す位相差信号をケーブル１０３Ａ
を介して地上局に伝送する。
【００９８】なお、図１７に示す送信局、中継局、及び
受信局の構成は、図１〜図１６で説明したものとは、伝
送ケーブル１０３Ａに分布型光ファイバ温度計を添設し
た点と、分布型光ファイバ温度計を伝播するパルスレー
ザ光Ｓｃと、海中を透過するパルスレーザ光Ｓｗとの両
光路差を示す位相差測定に基づいて温度補正を行う点で
大きく相違する。
受信局の構成は、図１〜図１６で説明したものとは、伝
送ケーブル１０３Ａに分布型光ファイバ温度計を添設し
た点と、分布型光ファイバ温度計を伝播するパルスレー
ザ光Ｓｃと、海中を透過するパルスレーザ光Ｓｗとの両
光路差を示す位相差測定に基づいて温度補正を行う点で
大きく相違する。
【００９９】次に、図１７乃至図１９を参照しながら、
分布型光ファイバー温度計による断層の発生の有無の識
別について説明する。
分布型光ファイバー温度計による断層の発生の有無の識
別について説明する。
【０１００】先ず、地上局からケーブル１０３Ａを介し
て伝送される駆動パルスＤＰにより送信局１０ａ′のレ
ーザ光源４が付勢され、ここから発生されるパルスレー
ザ光はプリズム５、又は既に図５で述べた分岐ファイバ
ーにより二分され（ステップＳ１１）、パルスレーザ光
Ｓｃは送信局１０ａ′から分布型光ファイバー温度計Ｔ
Ｈ１を伝播し（ステップＳ１４）、対設した中継局１０
ｂ′の計測演算装置８００の成分検出部８０２に入射す
るとともに、同様に地上局から伝送されてくる駆動パル
スＤＰを基準光パルス発生部８０１に入力し、ここから
同期発生される基準光パルスＳＰも入射してパルスＳｃ
と基準位相パルスＳＰとの位相差を求め、第１の位相差
信号として計測演算部８０４に入力し、デジタル信号に
変換する。
て伝送される駆動パルスＤＰにより送信局１０ａ′のレ
ーザ光源４が付勢され、ここから発生されるパルスレー
ザ光はプリズム５、又は既に図５で述べた分岐ファイバ
ーにより二分され（ステップＳ１１）、パルスレーザ光
Ｓｃは送信局１０ａ′から分布型光ファイバー温度計Ｔ
Ｈ１を伝播し（ステップＳ１４）、対設した中継局１０
ｂ′の計測演算装置８００の成分検出部８０２に入射す
るとともに、同様に地上局から伝送されてくる駆動パル
スＤＰを基準光パルス発生部８０１に入力し、ここから
同期発生される基準光パルスＳＰも入射してパルスＳｃ
と基準位相パルスＳＰとの位相差を求め、第１の位相差
信号として計測演算部８０４に入力し、デジタル信号に
変換する。
【０１０１】他方、プリズム５により二分されて海中を
透過する他方のパルスレーザ光Ｓｗは、光増幅器６及び
送信局の送光窓３を介して海中に投光され、そして、中
継局１０ｂ′の受光窓３を透過した後にプリズム５によ
り分岐され、中継局１０ｂ′の計測演算装置８００の成
分検出部８０３に入射されるとともに、同様に駆動パル
スＤＰを基準光パルス発生部８０１に入力することで同
期発生された基準光パルスＳＰも入射し、両パルスＳｗ
と基準光パルスＳＰとの位相差を検出し、第２の位相差
信号として計測演算部８０４に入力し、デジタル値に変
換する。そして、計測演算部８０４では、第１の位相差
信号、即ち、パルスＳｃの光路長を示す信号と、第２の
位相差信号、即ち、パルスＳｗの光路長を示す信号とを
対比し、両信号の位相差を示す信号を出力し、伝送ケー
ブル１０３Ａを介して地上局に伝送する。
透過する他方のパルスレーザ光Ｓｗは、光増幅器６及び
送信局の送光窓３を介して海中に投光され、そして、中
継局１０ｂ′の受光窓３を透過した後にプリズム５によ
り分岐され、中継局１０ｂ′の計測演算装置８００の成
分検出部８０３に入射されるとともに、同様に駆動パル
スＤＰを基準光パルス発生部８０１に入力することで同
期発生された基準光パルスＳＰも入射し、両パルスＳｗ
と基準光パルスＳＰとの位相差を検出し、第２の位相差
信号として計測演算部８０４に入力し、デジタル値に変
換する。そして、計測演算部８０４では、第１の位相差
信号、即ち、パルスＳｃの光路長を示す信号と、第２の
位相差信号、即ち、パルスＳｗの光路長を示す信号とを
対比し、両信号の位相差を示す信号を出力し、伝送ケー
ブル１０３Ａを介して地上局に伝送する。
【０１０２】同様にして、図示しない中継局１０ｃ′と
対設した中継局１０ｄ´との間、・・・、最後に中継局
１０ｍ´と受信局１０ｎ′との間で、上記したように基
準光パルスＳＰと海中透過パルスＳｗとの位相差を示す
デジタル値、及び基準光パルスＰＳと分布型光ファイバ
ー温度計ＴＨｍを伝播するパルスＳｃとの位相差を示す
デジタル値がケーブル１０３Ａを介して地上局に伝送さ
れる。
対設した中継局１０ｄ´との間、・・・、最後に中継局
１０ｍ´と受信局１０ｎ′との間で、上記したように基
準光パルスＳＰと海中透過パルスＳｗとの位相差を示す
デジタル値、及び基準光パルスＰＳと分布型光ファイバ
ー温度計ＴＨｍを伝播するパルスＳｃとの位相差を示す
デジタル値がケーブル１０３Ａを介して地上局に伝送さ
れる。
【０１０３】かくして、各計測演算装置８００・・・か
らは、分布型光ファイバー温度計ＴＨ１を伝播するレー
ザ光Ｓｃの伝播光路長と、対向局の間のレーザ光Ｓｗの
海中の透過光路長との光路差を示す位相差信号が出力さ
れることとなる。
らは、分布型光ファイバー温度計ＴＨ１を伝播するレー
ザ光Ｓｃの伝播光路長と、対向局の間のレーザ光Ｓｗの
海中の透過光路長との光路差を示す位相差信号が出力さ
れることとなる。
【０１０４】そして、対設２局間にのみ冷水、又は、熱
水が介在している場合に、光パルスＳｃは分布型光ファ
イバー温度計ＴＨ１を介して熱水、又は、冷水の温度の
みの影響を受けて光パルスの伝播速度が変動し、他方、
海水を透過する光パルスＳｗはその海水温度の影響によ
る伝播速度の変動を受けて出力されるため、両光路の温
度依存性はキャンセルされる。そこで、前回測定時、即
ち、測定時ｔ1 の両光路長の光路差を示す位相差信号、
即ち、送信局１０ａ´と対向する先頭の中継局１０ｂ´
との両パルスＳｃ、Ｓｗの両光路長の光路差の値Ｚ１、
先頭の中継局１０ｂ´と対向する中継局１０ｃ´との両
パルスＳｃ、Ｓｗの両光路長の光路差の値Ｚ２、・・
・、最終段の中継局１０ｍ´と受信局１０ｎ´との両パ
ルスＳｃ、Ｓｗの両光路長の光路差の値Ｚｍを出力し
（ステップＳ１５）、また、伝送ケーブル１０３Ａを介
して地上局のデータ処理装置に伝送し、そのメモリに記
憶させる。次に、測定時ｔ2 における両光路長の位相差
信号Ｚ１´、Ｚ２´、・・・Ｚｍ´を出力し（ステップ
Ｓ１６）、同様に地上の観測局のデータ処理装置に伝送
し、メモリに記憶させる。
水が介在している場合に、光パルスＳｃは分布型光ファ
イバー温度計ＴＨ１を介して熱水、又は、冷水の温度の
みの影響を受けて光パルスの伝播速度が変動し、他方、
海水を透過する光パルスＳｗはその海水温度の影響によ
る伝播速度の変動を受けて出力されるため、両光路の温
度依存性はキャンセルされる。そこで、前回測定時、即
ち、測定時ｔ1 の両光路長の光路差を示す位相差信号、
即ち、送信局１０ａ´と対向する先頭の中継局１０ｂ´
との両パルスＳｃ、Ｓｗの両光路長の光路差の値Ｚ１、
先頭の中継局１０ｂ´と対向する中継局１０ｃ´との両
パルスＳｃ、Ｓｗの両光路長の光路差の値Ｚ２、・・
・、最終段の中継局１０ｍ´と受信局１０ｎ´との両パ
ルスＳｃ、Ｓｗの両光路長の光路差の値Ｚｍを出力し
（ステップＳ１５）、また、伝送ケーブル１０３Ａを介
して地上局のデータ処理装置に伝送し、そのメモリに記
憶させる。次に、測定時ｔ2 における両光路長の位相差
信号Ｚ１´、Ｚ２´、・・・Ｚｍ´を出力し（ステップ
Ｓ１６）、同様に地上の観測局のデータ処理装置に伝送
し、メモリに記憶させる。
【０１０５】したがって、例えば、対設２局間に熱水、
又は冷水が介在するが、その余の各局間に熱水、又は冷
水が介在していない場合、つまり、各局間の海水温度が
同一でない場合でも、測定時ｔ1 （観測開始時）の位相
差信号Ｚ１、Ｚ２、・・・Ｚｍと、測定時ｔ1 より所定
時間経過後の測定時ｔ2 の位相差信号Ｚ１′、Ｚ２′、
・・・Ｚｍ′とを個別に対比し（ステップＳ１７）、Ｚ
１とＺ１′の組の数値に差異がなく、Ｚ２とＺ２′の組
の数値にも差異がなく、・・・、ＺｍとＺｍ′の組の数
値にも有意な差異がなければ、各局間距離は有意には変
化していないか、あるいは、断層は活動しておらず、有
意な地殻変動は認められないと判断され（ステップＳ１
９）、いずれか１つの組の数値にでも有意な差異が発生
すれば、差異を発生した組の対向２局間に断層活動等の
何らかの異常が発生したと判断される（ステップＳ１
８）。そして、水平歪みの有無と、ステップＳ１２で測
定した水圧、流速、流向、温度センサ１３にて測定した
水温（図１、参照）、屈折率、塩分濃度等の測定値との
表示、プリントを行い（ステップＳ２０）、ステップＳ
１１に戻り、上記処理を実行する。
又は冷水が介在するが、その余の各局間に熱水、又は冷
水が介在していない場合、つまり、各局間の海水温度が
同一でない場合でも、測定時ｔ1 （観測開始時）の位相
差信号Ｚ１、Ｚ２、・・・Ｚｍと、測定時ｔ1 より所定
時間経過後の測定時ｔ2 の位相差信号Ｚ１′、Ｚ２′、
・・・Ｚｍ′とを個別に対比し（ステップＳ１７）、Ｚ
１とＺ１′の組の数値に差異がなく、Ｚ２とＺ２′の組
の数値にも差異がなく、・・・、ＺｍとＺｍ′の組の数
値にも有意な差異がなければ、各局間距離は有意には変
化していないか、あるいは、断層は活動しておらず、有
意な地殻変動は認められないと判断され（ステップＳ１
９）、いずれか１つの組の数値にでも有意な差異が発生
すれば、差異を発生した組の対向２局間に断層活動等の
何らかの異常が発生したと判断される（ステップＳ１
８）。そして、水平歪みの有無と、ステップＳ１２で測
定した水圧、流速、流向、温度センサ１３にて測定した
水温（図１、参照）、屈折率、塩分濃度等の測定値との
表示、プリントを行い（ステップＳ２０）、ステップＳ
１１に戻り、上記処理を実行する。
【０１０６】なお、図１７に示す中継局１０ｂ´におけ
る第１段のプリズム５を撤去し、この位置に計測演算装
置８００を配設する。そして、前記したプリズム５の背
面側に位置する光増幅器６に代え、地上局からの指令信
号に基づいて、送信局のレーザ光源４と同時的に発光す
るレーザ光源４を配設するよう構成することも可能であ
る。
る第１段のプリズム５を撤去し、この位置に計測演算装
置８００を配設する。そして、前記したプリズム５の背
面側に位置する光増幅器６に代え、地上局からの指令信
号に基づいて、送信局のレーザ光源４と同時的に発光す
るレーザ光源４を配設するよう構成することも可能であ
る。
【０１０７】次に、図２０に示すように、図１乃至図１
６に示す類の送信局１０ａ、中継局１０ｂ・・・、受信
局１０ｎの各耐圧容器１の頂面を截頭円錐形状に形成
し、その直上方向（海面方向）や斜め上方における底層
流の流速分布を検知する目的で、複数の超音波送受信器
２０１、・・・を併設し、さらに、各局の両側面におけ
る底層流の流速分布を検知するために、その庇２の４側
面の各側面毎に超音波送受信器２０２、・・・を設け
る。そして、送信局１０ａ、中継局１０ｂ、及び受信局
１０ｎの超音波送受信器２０１、・・・及び超音波送受
信器２０２、・・・から超音波を海中に向けて周期的に
送信し、底層流からの反射波を受信する。この超音波送
信波及びその受信波を電気パルスに変換し、外装ケーブ
ル１０３Ａを介して地上局のデタ処理装置に伝送し、そ
こで、ドップラー周波数変位の有無、及びその大きさを
測定することにより各局周辺の底層流の流速状況を検知
する。なお、上記した超音波送受信器を上記した図１７
に示す水中測距装置に設けることも勿論可能である。
６に示す類の送信局１０ａ、中継局１０ｂ・・・、受信
局１０ｎの各耐圧容器１の頂面を截頭円錐形状に形成
し、その直上方向（海面方向）や斜め上方における底層
流の流速分布を検知する目的で、複数の超音波送受信器
２０１、・・・を併設し、さらに、各局の両側面におけ
る底層流の流速分布を検知するために、その庇２の４側
面の各側面毎に超音波送受信器２０２、・・・を設け
る。そして、送信局１０ａ、中継局１０ｂ、及び受信局
１０ｎの超音波送受信器２０１、・・・及び超音波送受
信器２０２、・・・から超音波を海中に向けて周期的に
送信し、底層流からの反射波を受信する。この超音波送
信波及びその受信波を電気パルスに変換し、外装ケーブ
ル１０３Ａを介して地上局のデタ処理装置に伝送し、そ
こで、ドップラー周波数変位の有無、及びその大きさを
測定することにより各局周辺の底層流の流速状況を検知
する。なお、上記した超音波送受信器を上記した図１７
に示す水中測距装置に設けることも勿論可能である。
【０１０８】次に、測線の先頭の送信局から中継局を経
由して終端の受信局に送光する基準量測定時τ１に測定
したレーザ光の伝播時間と、所定時間経過後τ２に測定
した伝播時間とを照合し、測線全体が一様な温度変動を
受けても、その影響を受けずに断層の発生の有無を検知
する温度補正方式を採用した本発明の第３の実施の形態
を、図２１乃至図２３に基づいて説明する。なお、上記
した第３の実施の形態は、第１の実施の形態のものとは
温度補正方式が相違するだけで、その余の構成、即ち、
送信局、中継局、及び受信局、これら各局を接続する外
装ケーブル、各局に設置する各種センサや、光増幅器、
光電力分岐カプラー等の内蔵器具、ならびに測線ＡＡ、
ＢＢにおける光パルス伝送方式、図９に示すように、各
局に送光する光パルスを分岐して取り出した各光電変換
パルス列の伝播時間幅を求める点に関して全て同様に構
成されているので、図１〜図９を再び参照しながら、図
２１に示す温度補正用のデータ処理ブロックが、図２３
に示す温度補正のデータ処理の流れ図に基づいて図２２
に示すように温度補正が行える点について説明する。
由して終端の受信局に送光する基準量測定時τ１に測定
したレーザ光の伝播時間と、所定時間経過後τ２に測定
した伝播時間とを照合し、測線全体が一様な温度変動を
受けても、その影響を受けずに断層の発生の有無を検知
する温度補正方式を採用した本発明の第３の実施の形態
を、図２１乃至図２３に基づいて説明する。なお、上記
した第３の実施の形態は、第１の実施の形態のものとは
温度補正方式が相違するだけで、その余の構成、即ち、
送信局、中継局、及び受信局、これら各局を接続する外
装ケーブル、各局に設置する各種センサや、光増幅器、
光電力分岐カプラー等の内蔵器具、ならびに測線ＡＡ、
ＢＢにおける光パルス伝送方式、図９に示すように、各
局に送光する光パルスを分岐して取り出した各光電変換
パルス列の伝播時間幅を求める点に関して全て同様に構
成されているので、図１〜図９を再び参照しながら、図
２１に示す温度補正用のデータ処理ブロックが、図２３
に示す温度補正のデータ処理の流れ図に基づいて図２２
に示すように温度補正が行える点について説明する。
【０１０９】例えば、水温ｔ5 ℃における測線ＡＡ、及
び水温ｔ6 ℃における測線ＢＢの観測中の各局間におけ
るパルス伝播時間幅ΔＴのそれぞれの和、即ち、基準伝
播時間として実測伝播時間Ｔ5 、Ｔ6 を算出するととも
に、これら実測伝播時間Ｔ5、Ｔ6 が海水の温度変動に
対応して変動する光パルスの伝播速度の変動を補正する
ためのデータ処理、及び測線ＡＡ、測線ＢＢの配設位置
における海水の屈折率、水温、水圧、流向、流速、及び
塩分濃度を測定するデータ処理装置について、図２１に
示す機能ブロック図と、図２３に示すその制御を実行す
るフローチャートとを参照しながら説明する。
び水温ｔ6 ℃における測線ＢＢの観測中の各局間におけ
るパルス伝播時間幅ΔＴのそれぞれの和、即ち、基準伝
播時間として実測伝播時間Ｔ5 、Ｔ6 を算出するととも
に、これら実測伝播時間Ｔ5、Ｔ6 が海水の温度変動に
対応して変動する光パルスの伝播速度の変動を補正する
ためのデータ処理、及び測線ＡＡ、測線ＢＢの配設位置
における海水の屈折率、水温、水圧、流向、流速、及び
塩分濃度を測定するデータ処理装置について、図２１に
示す機能ブロック図と、図２３に示すその制御を実行す
るフローチャートとを参照しながら説明する。
【０１１０】図２１は、以下に記載するデータ処理の制
御プログラムを実行するマイクロコンピュータ、又はパ
ソコンの機能ブロック図で、これを機能的に説明する
と、このデータ処理装置は、測線ＡＡにおいて、図９
（Ｃ）に示すように、海底の各耐圧容器１から地上局に
次々に伝送されて来る光電変換パルスＰa 、Ｐb 、
Ｐc 、・・・Ｐn を順次取り込む検出部を備え、次い
で、１組のパルスＰa Ｐb 間の伝播時間幅ΔＴabと、Ｐ
b Ｐc 間の伝播時間幅ΔＴbcと、・・・・Ｐm Ｐn 間の
伝播時間幅ΔＴmnを計数するカウンタ部を備え、各伝播
時間幅をメモリに記憶させる。次に、加算部により、測
線ＡＡの伝播時間幅の総和、即ち、基準伝播時間として
実測伝播時間ＴAs＝ΔＴab＋ΔＴbc＋・・・＋ΔＴmnを
算出し、メモリに記憶させる。
御プログラムを実行するマイクロコンピュータ、又はパ
ソコンの機能ブロック図で、これを機能的に説明する
と、このデータ処理装置は、測線ＡＡにおいて、図９
（Ｃ）に示すように、海底の各耐圧容器１から地上局に
次々に伝送されて来る光電変換パルスＰa 、Ｐb 、
Ｐc 、・・・Ｐn を順次取り込む検出部を備え、次い
で、１組のパルスＰa Ｐb 間の伝播時間幅ΔＴabと、Ｐ
b Ｐc 間の伝播時間幅ΔＴbcと、・・・・Ｐm Ｐn 間の
伝播時間幅ΔＴmnを計数するカウンタ部を備え、各伝播
時間幅をメモリに記憶させる。次に、加算部により、測
線ＡＡの伝播時間幅の総和、即ち、基準伝播時間として
実測伝播時間ＴAs＝ΔＴab＋ΔＴbc＋・・・＋ΔＴmnを
算出し、メモリに記憶させる。
【０１１１】ところで、水中の光の伝播速度ｖは、ｖ＝
Ｃ0 ／ｎで示される、ここで、Ｃ0は真空中の光速度３
×１０8 （ｍ／ｓ）、ｎは水の屈折率を示す。この屈折
率ｎは、よく知られているように、温度や、塩分濃度、
密度等の状況に依存するもので、関数ｎ（ｎ∝Ｆ（密
度、温度、塩分濃度等））で示される、即ち、図２２に
示すように、温度ｔが標準温度４℃のときに屈折率ｎは
最高であり、温度ｔが４℃以上に上昇、又は、低下する
につれて減少する特性を有しているため、屈折率と関数
関係を持つ水中での光伝播速度ｖは、４℃を境にして温
度が上昇、低下するにつれて増大する特性を示してい
る、そして、光伝播速度ｖは上記特性を示すため、伝播
時間Ｔも４℃を境にして温度ｔが上昇、低下するにつれ
て減少する特性を示している。
Ｃ0 ／ｎで示される、ここで、Ｃ0は真空中の光速度３
×１０8 （ｍ／ｓ）、ｎは水の屈折率を示す。この屈折
率ｎは、よく知られているように、温度や、塩分濃度、
密度等の状況に依存するもので、関数ｎ（ｎ∝Ｆ（密
度、温度、塩分濃度等））で示される、即ち、図２２に
示すように、温度ｔが標準温度４℃のときに屈折率ｎは
最高であり、温度ｔが４℃以上に上昇、又は、低下する
につれて減少する特性を有しているため、屈折率と関数
関係を持つ水中での光伝播速度ｖは、４℃を境にして温
度が上昇、低下するにつれて増大する特性を示してい
る、そして、光伝播速度ｖは上記特性を示すため、伝播
時間Ｔも４℃を境にして温度ｔが上昇、低下するにつれ
て減少する特性を示している。
【０１１２】そこで、基準量測定時τ1 において、測線
ＡＡの海水温度ｔAs℃、及びその温度の時の屈折率ｎAs
をそれぞれ温度センサ１３、屈折率計１２にて実測し、
補正部で、この実測屈折率ｎAsを上記演算式（ｖ＝Ｃ0
／ｎ）のｎに代入し、温度ｔ As℃における海水中の光パ
ルスの伝播速度ｖAs（ｍ／ｓ）を算出し、これらの数値
を初期温度ｔAs℃、初期屈折率ｎAs、初期伝播速度ｖAs
としてメモリに記憶させるとともに、加算部で求めた各
局から伝送されてくるパルス信号Ｐa 、Ｐb 、Ｐc 、・
・・Ｐn 間の各伝播時間幅ΔＴの和ＴAsを初期伝播時間
としてメモリに記憶させる。また、測線ＢＢについて
も、図示していないが、基準量測定時τ1の海水温度、
実測屈折率、及び算出した光パルス伝播速度をそれぞ
れ、初期温度ｔBs℃、初期屈折率ｎBs、及び初期伝播速
度ｖBsとしてメモリに記憶させ、そして、各局からのパ
ルス信号Ｐ´a 、Ｐ´b 、Ｐ´c 、・・・Ｐ´n 間の各
伝播時間幅ΔＴ´の和ＴBsを初期伝播時間としてメモリ
に記憶させておく。
ＡＡの海水温度ｔAs℃、及びその温度の時の屈折率ｎAs
をそれぞれ温度センサ１３、屈折率計１２にて実測し、
補正部で、この実測屈折率ｎAsを上記演算式（ｖ＝Ｃ0
／ｎ）のｎに代入し、温度ｔ As℃における海水中の光パ
ルスの伝播速度ｖAs（ｍ／ｓ）を算出し、これらの数値
を初期温度ｔAs℃、初期屈折率ｎAs、初期伝播速度ｖAs
としてメモリに記憶させるとともに、加算部で求めた各
局から伝送されてくるパルス信号Ｐa 、Ｐb 、Ｐc 、・
・・Ｐn 間の各伝播時間幅ΔＴの和ＴAsを初期伝播時間
としてメモリに記憶させる。また、測線ＢＢについて
も、図示していないが、基準量測定時τ1の海水温度、
実測屈折率、及び算出した光パルス伝播速度をそれぞ
れ、初期温度ｔBs℃、初期屈折率ｎBs、及び初期伝播速
度ｖBsとしてメモリに記憶させ、そして、各局からのパ
ルス信号Ｐ´a 、Ｐ´b 、Ｐ´c 、・・・Ｐ´n 間の各
伝播時間幅ΔＴ´の和ＴBsを初期伝播時間としてメモリ
に記憶させておく。
【０１１３】次に、測線ＡＡで、基準量測定時τ1 から
所定時間経過後の測定時τ2 にて測定した実測水温がｔ
5 ℃で、実測屈折率がｎ5 であるとき、補正部では、上
述したように、演算式ｖ＝Ｃ0 ／ｎにより光パルスの水
中における算出伝播速度ｖ5を算出する。加算部では、
各伝播時間ΔＴを加算して求めた基準量測定後の測定時
τ2 における実測伝播時間Ｔ5 を求める。この実測伝播
時間Ｔ5 と、算出した伝播速度ｖ5 と、測線ＡＡの基準
量測定時τ1 の初期温度ｔAs℃における光パルスの初期
伝播速度ｖAsと、初期伝播時間ＴAsとの関係は、光の伝
播速度ＶがＶ＝Ｌ（距離）／Ｔ（伝播時間）で示され、
かつ、時刻τ１とτ２が接近しているなら、即ち、（τ
１−τ２）の絶対値が小さい場合は、距離Ｌが一定であ
ると考えられるので、Ｌ＝Ｖ・Ｔで示されるから、 ｖAs・ＴAs＝ｖ5 ・Ｔ5 という関係式で示される。そこで、補正部では、この関
係式から求めた演算式 ＴAs＝（ｖ5 ・Ｔ5 ）／ｖAs ＝ＴAs5 にｖ5 、Ｔ5 、ｖAsを代入してＴAs、つまり、測定時τ
2 の実測水温ｔ5 ℃における実測伝播時間Ｔ5 を、基準
量測定時τ1 の初期温度ｔAs℃において温度補正した伝
播時間ＴAs5 として算出する。上記したＴAs、即ち、Ｔ
As5 は、図２２に示すように、上記した測定時τ2 にお
ける実測水温ｔ5 ℃の実測伝播時間Ｔ5 を、測線ＡＡの
基準量測定時τ1 の初期温度ｔAs℃における初期伝播時
間ＴAsに温度補正して示した伝播時間ＴAs5 としてメモ
リに記憶させる。次に、この温度補正した初期伝播時間
ＴAs5 と、メモリに記憶させた基準量測定時τ1 の初期
伝播時間ＴAsとを比較部で対比し、差がなければ、海底
に水平歪み変化が発生していないと判別し、差があれば
水平歪みが変化していると判別する。このようにして、
判別信号を、屈折率計１２、温度センサ１３、水圧セン
サ１４、流向計１５、流速計１６、塩分濃度計１７によ
り実測した水温、水圧、流向、流速、塩分濃度の各測定
データとともに、プリンタ、ＣＲＴに送出する。
所定時間経過後の測定時τ2 にて測定した実測水温がｔ
5 ℃で、実測屈折率がｎ5 であるとき、補正部では、上
述したように、演算式ｖ＝Ｃ0 ／ｎにより光パルスの水
中における算出伝播速度ｖ5を算出する。加算部では、
各伝播時間ΔＴを加算して求めた基準量測定後の測定時
τ2 における実測伝播時間Ｔ5 を求める。この実測伝播
時間Ｔ5 と、算出した伝播速度ｖ5 と、測線ＡＡの基準
量測定時τ1 の初期温度ｔAs℃における光パルスの初期
伝播速度ｖAsと、初期伝播時間ＴAsとの関係は、光の伝
播速度ＶがＶ＝Ｌ（距離）／Ｔ（伝播時間）で示され、
かつ、時刻τ１とτ２が接近しているなら、即ち、（τ
１−τ２）の絶対値が小さい場合は、距離Ｌが一定であ
ると考えられるので、Ｌ＝Ｖ・Ｔで示されるから、 ｖAs・ＴAs＝ｖ5 ・Ｔ5 という関係式で示される。そこで、補正部では、この関
係式から求めた演算式 ＴAs＝（ｖ5 ・Ｔ5 ）／ｖAs ＝ＴAs5 にｖ5 、Ｔ5 、ｖAsを代入してＴAs、つまり、測定時τ
2 の実測水温ｔ5 ℃における実測伝播時間Ｔ5 を、基準
量測定時τ1 の初期温度ｔAs℃において温度補正した伝
播時間ＴAs5 として算出する。上記したＴAs、即ち、Ｔ
As5 は、図２２に示すように、上記した測定時τ2 にお
ける実測水温ｔ5 ℃の実測伝播時間Ｔ5 を、測線ＡＡの
基準量測定時τ1 の初期温度ｔAs℃における初期伝播時
間ＴAsに温度補正して示した伝播時間ＴAs5 としてメモ
リに記憶させる。次に、この温度補正した初期伝播時間
ＴAs5 と、メモリに記憶させた基準量測定時τ1 の初期
伝播時間ＴAsとを比較部で対比し、差がなければ、海底
に水平歪み変化が発生していないと判別し、差があれば
水平歪みが変化していると判別する。このようにして、
判別信号を、屈折率計１２、温度センサ１３、水圧セン
サ１４、流向計１５、流速計１６、塩分濃度計１７によ
り実測した水温、水圧、流向、流速、塩分濃度の各測定
データとともに、プリンタ、ＣＲＴに送出する。
【０１１４】測線ＢＢについても、基準量測定後の測定
時τ2 の実測水温がｔ6 ℃、実測屈折率がｎ6 である場
合、演算式ｖ＝Ｃ0 ／ｎにより算出した光パルスの海水
中の速度ｖ6 と、各伝播時間ΔＴを加算して求めた実測
伝播時間Ｔ6 と、測線ＢＢの測定時τ1 の、メモリに記
憶させておいた初期温度ｔBs℃、初期屈折率ｎBsにおけ
る算出した光パルスの初期伝播速度ｖBsとを、ｖBs・Ｔ
Bs＝ｖ6 ・Ｔ6 の関係式から求めた演算式 ＴBs＝（ｖ6 ・Ｔ6 ）／ｖBs ＝ＴBs6 に代入してＴBsを算出する。このＴBsを、測定時τ2 の
測線ＢＢの実測水温ｔ6℃における実測伝播時間Ｔ
6 を、基準量測定時τ1 における測線ＢＢの初期温度ｔ
Bs℃における初期伝播時間ＴBsに温度補正した伝播時間
ＴBs6 としてメモリに記憶させる。そして、温度補正し
た伝播時間ＴBs6 と基準量測定時τ1 の初期伝播時間Ｔ
Bsとの比較部での対比結果に基づいて、有意な歪みの発
生の有無を判別する。
時τ2 の実測水温がｔ6 ℃、実測屈折率がｎ6 である場
合、演算式ｖ＝Ｃ0 ／ｎにより算出した光パルスの海水
中の速度ｖ6 と、各伝播時間ΔＴを加算して求めた実測
伝播時間Ｔ6 と、測線ＢＢの測定時τ1 の、メモリに記
憶させておいた初期温度ｔBs℃、初期屈折率ｎBsにおけ
る算出した光パルスの初期伝播速度ｖBsとを、ｖBs・Ｔ
Bs＝ｖ6 ・Ｔ6 の関係式から求めた演算式 ＴBs＝（ｖ6 ・Ｔ6 ）／ｖBs ＝ＴBs6 に代入してＴBsを算出する。このＴBsを、測定時τ2 の
測線ＢＢの実測水温ｔ6℃における実測伝播時間Ｔ
6 を、基準量測定時τ1 における測線ＢＢの初期温度ｔ
Bs℃における初期伝播時間ＴBsに温度補正した伝播時間
ＴBs6 としてメモリに記憶させる。そして、温度補正し
た伝播時間ＴBs6 と基準量測定時τ1 の初期伝播時間Ｔ
Bsとの比較部での対比結果に基づいて、有意な歪みの発
生の有無を判別する。
【０１１５】次に、図６、図８に示す断層６０、６１に
跨がって配設した本発明の第３の実施の態様を適用した
測線ＡＡ、ＢＢの作用を以下に説明する。いま、光送信
局１０ａのレーザ光源４から発生された伝播用光パルス
を前段の分岐カプラー５Ａにより分岐し、分岐による減
衰分を光増幅器６によりレーザ光源４からの光パルスの
光強度と同一強度に増幅した光パルスＭa （図９
（Ａ））を後段の分岐カプラー５Ｂに入射し、さらに、
分岐による減衰分をレーザ光源４からの光パルスの光強
度まで増幅し（図９（Ｂ））、光透過窓３を介し、次段
の中継局１０ｂの光透過窓３に向けて送光する。また、
分岐カプラー５Ａにて分岐された、観測用光パルスとし
ての他方の分岐パルス光を、光電変換器９にて光電変換
したパルスＰa を伝送ケーブル１０３Ａを介して図示し
ない地上局に伝送する（図９（Ｃ））。
跨がって配設した本発明の第３の実施の態様を適用した
測線ＡＡ、ＢＢの作用を以下に説明する。いま、光送信
局１０ａのレーザ光源４から発生された伝播用光パルス
を前段の分岐カプラー５Ａにより分岐し、分岐による減
衰分を光増幅器６によりレーザ光源４からの光パルスの
光強度と同一強度に増幅した光パルスＭa （図９
（Ａ））を後段の分岐カプラー５Ｂに入射し、さらに、
分岐による減衰分をレーザ光源４からの光パルスの光強
度まで増幅し（図９（Ｂ））、光透過窓３を介し、次段
の中継局１０ｂの光透過窓３に向けて送光する。また、
分岐カプラー５Ａにて分岐された、観測用光パルスとし
ての他方の分岐パルス光を、光電変換器９にて光電変換
したパルスＰa を伝送ケーブル１０３Ａを介して図示し
ない地上局に伝送する（図９（Ｃ））。
【０１１６】次段の中継器１０ｂの光透過窓３を介して
受光した光パルスを光増幅器６によりレーザ光源４から
の光パルスの光強度と同じ強度に増幅し、分岐カプラー
５Ｂで分岐した一方の分岐パルス光を光増幅器６に入射
し、さらに、光透過窓３を介して次段の中継局に向けて
送光し、このようにして、分岐パルス光を後続する中継
局に次々に伝送する。中継局１０ｂ、・・・の分岐カプ
ラー５Ａにて分岐された他方の分岐パルス光Ｍb 、
Ｍc 、・・・Ｍm を光電変換器９により電気パルス
Ｐb 、Ｐc 、・・・Ｐm に変換し、伝送ケーブル１０３
を介して図示しない地上局に伝送する。最終段の受信局
１０ｎでは、光透過窓３を介して入射した一方の分岐パ
ルス光を光増幅６によりレーザ光源４からの光パルスの
光強度と同じ強度に増幅し、分岐カプラー５Ｃにより分
岐させた他方の分岐パルス光Ｍn の光電変換パルスＰn
を、同様に伝送ケーブル１０３を介して伝送する。
受光した光パルスを光増幅器６によりレーザ光源４から
の光パルスの光強度と同じ強度に増幅し、分岐カプラー
５Ｂで分岐した一方の分岐パルス光を光増幅器６に入射
し、さらに、光透過窓３を介して次段の中継局に向けて
送光し、このようにして、分岐パルス光を後続する中継
局に次々に伝送する。中継局１０ｂ、・・・の分岐カプ
ラー５Ａにて分岐された他方の分岐パルス光Ｍb 、
Ｍc 、・・・Ｍm を光電変換器９により電気パルス
Ｐb 、Ｐc 、・・・Ｐm に変換し、伝送ケーブル１０３
を介して図示しない地上局に伝送する。最終段の受信局
１０ｎでは、光透過窓３を介して入射した一方の分岐パ
ルス光を光増幅６によりレーザ光源４からの光パルスの
光強度と同じ強度に増幅し、分岐カプラー５Ｃにより分
岐させた他方の分岐パルス光Ｍn の光電変換パルスＰn
を、同様に伝送ケーブル１０３を介して伝送する。
【０１１７】他方、図７、図８に示すように、送信局１
０ａの分岐カプラー５Ｂにより分岐した分岐パルス光を
伝播用光パルスとして、隣接する測線ＢＢの先頭送信局
２０ａの光透過窓３を介して前段の光増幅器６に入射
し、レーザ光源４の光強度と同一強度に光増幅した一方
の分岐パルス光Ｍ´a を分岐カプラー５Ａに入射し、一
方の分岐パルス光を後段の光増幅器６に入射し、レーザ
光源４の光強度と同一強度に光増幅し、光透過窓３を介
して次段の中継局２０ｂに送光する。そして、分岐カプ
ラー５Ａの他方の分岐パルス光を観測用光パルスとし
て、光電変換器９により電気パルスＰ´a に変換して送
出する。かくして、一方の分岐光パルスを後続する中継
局を経由し、さらに、最終段の受信局２０ｎに次々に伝
送する。他方、中継局２０ｂ、・・・の分岐カプラー５
Ａにて分岐された他方の分岐パルス光Ｍ´b 、Ｍc ´、
・・・Ｍ´n を光電変換器９により電気パルスＰ´b 、
Ｐ´c、・・・Ｐ´m 、Ｐ´n に変換し、伝送ケーブル
１０３を介して図示しない地上局に伝送する。
０ａの分岐カプラー５Ｂにより分岐した分岐パルス光を
伝播用光パルスとして、隣接する測線ＢＢの先頭送信局
２０ａの光透過窓３を介して前段の光増幅器６に入射
し、レーザ光源４の光強度と同一強度に光増幅した一方
の分岐パルス光Ｍ´a を分岐カプラー５Ａに入射し、一
方の分岐パルス光を後段の光増幅器６に入射し、レーザ
光源４の光強度と同一強度に光増幅し、光透過窓３を介
して次段の中継局２０ｂに送光する。そして、分岐カプ
ラー５Ａの他方の分岐パルス光を観測用光パルスとし
て、光電変換器９により電気パルスＰ´a に変換して送
出する。かくして、一方の分岐光パルスを後続する中継
局を経由し、さらに、最終段の受信局２０ｎに次々に伝
送する。他方、中継局２０ｂ、・・・の分岐カプラー５
Ａにて分岐された他方の分岐パルス光Ｍ´b 、Ｍc ´、
・・・Ｍ´n を光電変換器９により電気パルスＰ´b 、
Ｐ´c、・・・Ｐ´m 、Ｐ´n に変換し、伝送ケーブル
１０３を介して図示しない地上局に伝送する。
【０１１８】次に、図２３に示すフローチャートを参照
し、各局から伝送されてくる検出データの処理について
説明する。地上局のデータ処理装置では、図９（Ｃ）に
示すように、基準量測定時τ1 において、測線ＡＡの送
信局１０ａ、中継局１０ｂ、・・・、受信局１０ｎから
次々に伝送されて来る光電変換パルスＰa 、Ｐb 、
Ｐ c 、・・・Ｐn と、測線ＢＢの先頭送信局２０ａ、中
継局２０ｂ・・・、・・・、受信局２０ｎから次々に伝
送されて来る光電変換パルスＰ´a 、Ｐ´b 、Ｐ´ c 、
・・・Ｐ´n とを取り込むとともに（ステップＳ１
１）、測線ＡＡ、ＢＢ設置位置の水温を温度センサ１３
により、例えば、それぞれｔ5 ℃、ｔ6 ℃を、屈折率を
屈折率計１２により、例えば、それぞれｎ5 、ｎ6 を実
測し（ステップＳ１２）、さらに、水圧センサ１４、流
向計１５、流速計１６、塩分濃度計１７により測線設置
位置の水圧、海流の流向、海流の流速、塩分濃度のデー
タを取り込む（ステップＳ１３）。次に、測線ＡＡから
のパルスＰa Ｐb 間の伝播時間幅ΔＴab、パルスＰb Ｐ
c 間の伝播時間幅ΔＴbc、・・・・、パルスＰm Ｐn 間
の伝播時間幅ΔＴmnと、測線ＢＢからのパルスＰ´a Ｐ
´b 間の伝播時間幅ΔＴ´ab、パルスＰ´b Ｐ´c 間の
伝播時間幅ΔＴ´bc、・・・・、パルスＰ´m Ｐ´n間
の伝播時間幅ΔＴ´mnとをカウンタ部にて計数し、測線
ＡＡの送信局１０ａから受信局１０ｎに至る迄の各伝播
時間幅の総和、即ち、実測伝播時間Ｔ5 ＝ΔＴ ab＋ΔＴ
bc＋・・・＋ΔＴmnを算出し、また、測線ＢＢの中継局
２０ａから受信局２０ｎに至る迄の各伝播時間幅の総
和、即ち、実測伝播時間Ｔ6 ＝、ΔＴ´ab＋ΔＴ´bc＋
・・・＋ΔＴ´mnを算出しメモリに記憶させる（ステッ
プＳ１４）。そして、測線ＡＡの検出水温ｔ5 ℃に対応
する実測屈折率ｎ5 を、演算式ｖ＝Ｃ0 ／ｎのｎに代入
して光パルスの初期伝播速度ｖ5 を算出する。測線ＢＢ
では検出温度ｔ6 ℃における実測屈折率ｎ6 を、演算式
ｖ＝Ｃ0 ／ｎのｎに代入して光パルスの伝播速度ｖ6 を
算出する（ステップＳ１５）。
し、各局から伝送されてくる検出データの処理について
説明する。地上局のデータ処理装置では、図９（Ｃ）に
示すように、基準量測定時τ1 において、測線ＡＡの送
信局１０ａ、中継局１０ｂ、・・・、受信局１０ｎから
次々に伝送されて来る光電変換パルスＰa 、Ｐb 、
Ｐ c 、・・・Ｐn と、測線ＢＢの先頭送信局２０ａ、中
継局２０ｂ・・・、・・・、受信局２０ｎから次々に伝
送されて来る光電変換パルスＰ´a 、Ｐ´b 、Ｐ´ c 、
・・・Ｐ´n とを取り込むとともに（ステップＳ１
１）、測線ＡＡ、ＢＢ設置位置の水温を温度センサ１３
により、例えば、それぞれｔ5 ℃、ｔ6 ℃を、屈折率を
屈折率計１２により、例えば、それぞれｎ5 、ｎ6 を実
測し（ステップＳ１２）、さらに、水圧センサ１４、流
向計１５、流速計１６、塩分濃度計１７により測線設置
位置の水圧、海流の流向、海流の流速、塩分濃度のデー
タを取り込む（ステップＳ１３）。次に、測線ＡＡから
のパルスＰa Ｐb 間の伝播時間幅ΔＴab、パルスＰb Ｐ
c 間の伝播時間幅ΔＴbc、・・・・、パルスＰm Ｐn 間
の伝播時間幅ΔＴmnと、測線ＢＢからのパルスＰ´a Ｐ
´b 間の伝播時間幅ΔＴ´ab、パルスＰ´b Ｐ´c 間の
伝播時間幅ΔＴ´bc、・・・・、パルスＰ´m Ｐ´n間
の伝播時間幅ΔＴ´mnとをカウンタ部にて計数し、測線
ＡＡの送信局１０ａから受信局１０ｎに至る迄の各伝播
時間幅の総和、即ち、実測伝播時間Ｔ5 ＝ΔＴ ab＋ΔＴ
bc＋・・・＋ΔＴmnを算出し、また、測線ＢＢの中継局
２０ａから受信局２０ｎに至る迄の各伝播時間幅の総
和、即ち、実測伝播時間Ｔ6 ＝、ΔＴ´ab＋ΔＴ´bc＋
・・・＋ΔＴ´mnを算出しメモリに記憶させる（ステッ
プＳ１４）。そして、測線ＡＡの検出水温ｔ5 ℃に対応
する実測屈折率ｎ5 を、演算式ｖ＝Ｃ0 ／ｎのｎに代入
して光パルスの初期伝播速度ｖ5 を算出する。測線ＢＢ
では検出温度ｔ6 ℃における実測屈折率ｎ6 を、演算式
ｖ＝Ｃ0 ／ｎのｎに代入して光パルスの伝播速度ｖ6 を
算出する（ステップＳ１５）。
【０１１９】次に、測線ＡＡにおける実測伝播時間Ｔ5
と、実測温度ｔ5 ℃で、実測屈折率ｎ5 における算出伝
播速度ｖ5 と、予めメモリに記憶させておいた測線ＡＡ
の基準量測定時τ1 のデータである初期温度ｔAs℃にお
ける光パルスの初期伝播速度ｖAs及び初期伝播時間ＴAs
とを、 演算式ＴAs＝（ｖ5 ・Ｔ5 ）／ｖAs に代入してＴAsを算出する。このＴAsは、測線ＡＡの実
測温度ｔ5 ℃における実測伝播時間Ｔ5 を測線ＡＡの基
準量測定時τ1 の初期温度ｔAs℃における初期伝播時間
（ＴAs）に温度補正して求めた伝播時間ＴAs5 としてメ
モリに記憶させる（ステップＳ１６）。かくして測定終
了後、初期温度ｔAs℃における初期伝播時間ＴAsと、測
線ＡＡの基準量測定時τ2 のメモリに記憶させておいた
初期温度ｔ As℃における伝播時間に温度補正した伝播時
間ＴAs5 とを比較し（ステップＳ１７）、ＴAsとＴ5 の
間に有意な差異がなければ、水平歪みが変化せず（ステ
ップＳ１９）、有意な差異があれば水平歪みが変化した
と判断できる（ステップＳ１８）。このようにして求め
た判別信号を、海水温度、水圧、流向、流速、塩分濃度
の測定データとともにプリンタに送出する（ステップＳ
２０）。そして、ステップＳ１１に飛んで、上記データ
処理を反復する。
と、実測温度ｔ5 ℃で、実測屈折率ｎ5 における算出伝
播速度ｖ5 と、予めメモリに記憶させておいた測線ＡＡ
の基準量測定時τ1 のデータである初期温度ｔAs℃にお
ける光パルスの初期伝播速度ｖAs及び初期伝播時間ＴAs
とを、 演算式ＴAs＝（ｖ5 ・Ｔ5 ）／ｖAs に代入してＴAsを算出する。このＴAsは、測線ＡＡの実
測温度ｔ5 ℃における実測伝播時間Ｔ5 を測線ＡＡの基
準量測定時τ1 の初期温度ｔAs℃における初期伝播時間
（ＴAs）に温度補正して求めた伝播時間ＴAs5 としてメ
モリに記憶させる（ステップＳ１６）。かくして測定終
了後、初期温度ｔAs℃における初期伝播時間ＴAsと、測
線ＡＡの基準量測定時τ2 のメモリに記憶させておいた
初期温度ｔ As℃における伝播時間に温度補正した伝播時
間ＴAs5 とを比較し（ステップＳ１７）、ＴAsとＴ5 の
間に有意な差異がなければ、水平歪みが変化せず（ステ
ップＳ１９）、有意な差異があれば水平歪みが変化した
と判断できる（ステップＳ１８）。このようにして求め
た判別信号を、海水温度、水圧、流向、流速、塩分濃度
の測定データとともにプリンタに送出する（ステップＳ
２０）。そして、ステップＳ１１に飛んで、上記データ
処理を反復する。
【０１２０】同様に、測線ＢＢについても上記演算式に
基づいてＴBsを算出する。このＴBsは、測線ＢＢの実測
温度ｔ6 ℃における実測伝播時間Ｔ6 を測線ＢＢの基準
量測定時τ1 の初期温度ｔBs℃における初期伝播時間Ｔ
Bsに温度補正した伝播時間ＴＢ6 としてメモリに記憶さ
せる。そして、初期伝播時間ＴBsと温度補正した伝播時
間ＴBs6 との比較結果に基づいて水平歪みの変化の有無
を判別する。なお、上記したように屈折率ｎは塩分濃度
の関数でもあるから、塩分濃度が変動し、海水中を伝播
するレーザパルス光の速度変動が発生する場合でも、基
準量測定時τ1 の塩分濃度変動前の屈折率と、基準伝播
時間測定後の測定時τ2 の塩分濃度変動後の屈折率を実
測し、既に述べたようにして、基準量測定時τ1 の際の
屈折率測定時のパルスの海中伝播速度ｖ1 及び測線の実
測伝播時間Ｔ1 と、基準伝播時間測定後の測定時τ2 に
おける屈折率測定時のパルスの海中伝播速度ｖ2及び測
線の実測伝播時間Ｔ2 とを求めて上記した演算式に代入
し、塩分濃度の変動に基づく海中での光パルス伝播速度
の変動を補正し、有意な断層活動や地殻変動出現の有無
を正確に識別することが可能である。
基づいてＴBsを算出する。このＴBsは、測線ＢＢの実測
温度ｔ6 ℃における実測伝播時間Ｔ6 を測線ＢＢの基準
量測定時τ1 の初期温度ｔBs℃における初期伝播時間Ｔ
Bsに温度補正した伝播時間ＴＢ6 としてメモリに記憶さ
せる。そして、初期伝播時間ＴBsと温度補正した伝播時
間ＴBs6 との比較結果に基づいて水平歪みの変化の有無
を判別する。なお、上記したように屈折率ｎは塩分濃度
の関数でもあるから、塩分濃度が変動し、海水中を伝播
するレーザパルス光の速度変動が発生する場合でも、基
準量測定時τ1 の塩分濃度変動前の屈折率と、基準伝播
時間測定後の測定時τ2 の塩分濃度変動後の屈折率を実
測し、既に述べたようにして、基準量測定時τ1 の際の
屈折率測定時のパルスの海中伝播速度ｖ1 及び測線の実
測伝播時間Ｔ1 と、基準伝播時間測定後の測定時τ2 に
おける屈折率測定時のパルスの海中伝播速度ｖ2及び測
線の実測伝播時間Ｔ2 とを求めて上記した演算式に代入
し、塩分濃度の変動に基づく海中での光パルス伝播速度
の変動を補正し、有意な断層活動や地殻変動出現の有無
を正確に識別することが可能である。
【０１２１】また、基準量測定時τ1 後の測定は、上記
した第２回目の測定時τ2 に限らず、所定時間経過後の
τ3 、τ4 、・・・、τn の測定を反復し、基準量測定
時τ 1 の際に求めた値と、τ3 、τ4 、・・・、τn の
各測定時の際に求めた値とを個別に対比して観測するこ
とは勿論である。さらに、図２１〜図２３に示す温度補
正方式は、前述した図１３、図１４、図１５、及び図２
０に示す装置に適用することが可能である。
した第２回目の測定時τ2 に限らず、所定時間経過後の
τ3 、τ4 、・・・、τn の測定を反復し、基準量測定
時τ 1 の際に求めた値と、τ3 、τ4 、・・・、τn の
各測定時の際に求めた値とを個別に対比して観測するこ
とは勿論である。さらに、図２１〜図２３に示す温度補
正方式は、前述した図１３、図１４、図１５、及び図２
０に示す装置に適用することが可能である。
【０１２２】最後に、図６〜図８に示す測線ＡＡ、測線
ＢＢでは、光送信局１０ａ、２０ａから中継局１０ｂ・
・・、２０ｂ・・・を経由し、最後尾の受信局１０ｎ、
２０ｎに向け伝播用レーザ光を順方向に送光する単光路
測定系を採用しているが、受信局１０ｎ、２０ｎから光
送信局１０ａ、２０ａに向けてレーザ光を逆方向にも送
光可能とすることにより計測精度の向上が可能となるの
で、その構成を概略的に示す平面図２４を参照しなが
ら、往復光路光学式測定系を備える光学式測距装置を説
明する。
ＢＢでは、光送信局１０ａ、２０ａから中継局１０ｂ・
・・、２０ｂ・・・を経由し、最後尾の受信局１０ｎ、
２０ｎに向け伝播用レーザ光を順方向に送光する単光路
測定系を採用しているが、受信局１０ｎ、２０ｎから光
送信局１０ａ、２０ａに向けてレーザ光を逆方向にも送
光可能とすることにより計測精度の向上が可能となるの
で、その構成を概略的に示す平面図２４を参照しなが
ら、往復光路光学式測定系を備える光学式測距装置を説
明する。
【０１２３】測線ＡＡの送信局１０ａの往路用の分岐カ
プラー５Ｂと光増幅器６の直列配設に対して複路用の直
列の分岐カプラー５Ａ、光増幅器６を並列配設し、受信
局１０ｂ・・・の往路用の光増幅器６、分岐カプラー５
Ａ、光増幅器６の直列配設に対して複路用の光増幅器
６、分岐カプラー５Ａ、光増幅器６の直列配設を並列配
設し、さらに、受信局１０ｎの往路用の光増幅器６、分
岐カプラー５Ｃ、光増幅器６の直列配設に対して複路用
の光増幅器６、分岐カプラー５Ｃ、光増幅器６の直列配
設を並列配設すると共に、往路用の光増幅器６のレーザ
光出射側と、復路用の光増幅器６の入射側との空間に、
往路用の光増幅器６からの伝播用レーザ光を復路用の光
増幅器６に屈折入射させるプリズムＰＲ１、ＰＲ２を配
設する。
プラー５Ｂと光増幅器６の直列配設に対して複路用の直
列の分岐カプラー５Ａ、光増幅器６を並列配設し、受信
局１０ｂ・・・の往路用の光増幅器６、分岐カプラー５
Ａ、光増幅器６の直列配設に対して複路用の光増幅器
６、分岐カプラー５Ａ、光増幅器６の直列配設を並列配
設し、さらに、受信局１０ｎの往路用の光増幅器６、分
岐カプラー５Ｃ、光増幅器６の直列配設に対して複路用
の光増幅器６、分岐カプラー５Ｃ、光増幅器６の直列配
設を並列配設すると共に、往路用の光増幅器６のレーザ
光出射側と、復路用の光増幅器６の入射側との空間に、
往路用の光増幅器６からの伝播用レーザ光を復路用の光
増幅器６に屈折入射させるプリズムＰＲ１、ＰＲ２を配
設する。
【０１２４】同様に、測線ＢＢの先頭送信局２０ａの往
路用分岐カプラー５Ａと光増幅器６に対して復路用の分
岐カプラー５Ａ、光増幅器６を並列配設し、中継局２０
ｂ・・・の往路用の光増幅器６、分岐カプラー５Ａ、光
増幅器６の直列配設に対して複路用の光増幅器６、分岐
カプラー５Ａ、光増幅器６の直列配設を並列配設し、さ
らに、受信局２０ｎの往路用の光増幅器６、分岐カプラ
ー５Ｃ、光増幅器６の直列配設に対して複路用の光増幅
器６、分岐カプラー５Ｃ、光増幅器６の直列配設を並列
配設するとともに、往路の光増幅器６レーザ光出射側
と、復路の光増幅器６の入射側の空間に、往路用の光増
幅器６から伝播用レーザ光を復路用の光増幅器６に屈折
入射させるプリズムＰＲ１、ＰＲ２を配設する。勿論、
測線ＡＡ、測線ＢＢの分岐カプラー５Ａ〜５Ｃの分岐路
には、図示しない光電変換器９が配設されている。な
お、図中符号３は光透過窓を示す。
路用分岐カプラー５Ａと光増幅器６に対して復路用の分
岐カプラー５Ａ、光増幅器６を並列配設し、中継局２０
ｂ・・・の往路用の光増幅器６、分岐カプラー５Ａ、光
増幅器６の直列配設に対して複路用の光増幅器６、分岐
カプラー５Ａ、光増幅器６の直列配設を並列配設し、さ
らに、受信局２０ｎの往路用の光増幅器６、分岐カプラ
ー５Ｃ、光増幅器６の直列配設に対して複路用の光増幅
器６、分岐カプラー５Ｃ、光増幅器６の直列配設を並列
配設するとともに、往路の光増幅器６レーザ光出射側
と、復路の光増幅器６の入射側の空間に、往路用の光増
幅器６から伝播用レーザ光を復路用の光増幅器６に屈折
入射させるプリズムＰＲ１、ＰＲ２を配設する。勿論、
測線ＡＡ、測線ＢＢの分岐カプラー５Ａ〜５Ｃの分岐路
には、図示しない光電変換器９が配設されている。な
お、図中符号３は光透過窓を示す。
【０１２５】かかる往復光路光学的測定系の形成によ
り、測線ＡＡのレーザ光源４からの伝播用レーザ光は分
岐カプラー５Ｂ、光増幅器６を経由し、矢印で示すよう
に、次段の中継局１０ｂ・・・を経由し、最終段の受信
局１０ｎの光増幅器６、分岐カプラー５Ｃ、光増幅器６
から出射され、プリズムＰＲ１、ＰＲ２で屈折され、次
に光増幅器６、分岐カプラー５Ｃ、光増幅器６を経由
し、中継局１０ｂ・・・を透過し、最後に、送信局１０
ａの光増幅器６を経由して分岐カプラー５Ａに入射す
る。
り、測線ＡＡのレーザ光源４からの伝播用レーザ光は分
岐カプラー５Ｂ、光増幅器６を経由し、矢印で示すよう
に、次段の中継局１０ｂ・・・を経由し、最終段の受信
局１０ｎの光増幅器６、分岐カプラー５Ｃ、光増幅器６
から出射され、プリズムＰＲ１、ＰＲ２で屈折され、次
に光増幅器６、分岐カプラー５Ｃ、光増幅器６を経由
し、中継局１０ｂ・・・を透過し、最後に、送信局１０
ａの光増幅器６を経由して分岐カプラー５Ａに入射す
る。
【０１２６】測線ＢＢでも、矢印で示すように、測線Ａ
Ａの送信局１０ａの分岐カプラー５Ｂで分岐された伝播
用レーザ光が測線ＢＢの先頭送信器２０ａの光透過用窓
３を介して光増幅器６に入射し、さらに分岐カプラー５
Ａ、光増幅器６を経由して次段の中継局２０ｂ・・・に
順次送光され、受信局２０ｎの光増幅器６、分岐カプラ
ー５Ｃ、光増幅器６を経由し、プリズムＰＲ１、ＰＲ２
で屈折され、光増幅器６、分岐カプラー５Ｃ、光増幅器
６から出射され、次段の中継局２０ｂ・・・に送光し、
最後に先頭送信局２０ａの光増幅器６、分岐カプラー５
Ａに入射される。その間、測線ＡＡ、測線ＢＢの往復光
路における分岐カプラー５Ａ〜５Ｃからは、レーザ光を
図示しない光電変換器９・・・に送光し、往復光路測定
系における測定データを得ることが出来る。なお、この
ような往復光路測定系は、図１３、図１４、及び図２２
に示す本発明の装置にも適用可能である。
Ａの送信局１０ａの分岐カプラー５Ｂで分岐された伝播
用レーザ光が測線ＢＢの先頭送信器２０ａの光透過用窓
３を介して光増幅器６に入射し、さらに分岐カプラー５
Ａ、光増幅器６を経由して次段の中継局２０ｂ・・・に
順次送光され、受信局２０ｎの光増幅器６、分岐カプラ
ー５Ｃ、光増幅器６を経由し、プリズムＰＲ１、ＰＲ２
で屈折され、光増幅器６、分岐カプラー５Ｃ、光増幅器
６から出射され、次段の中継局２０ｂ・・・に送光し、
最後に先頭送信局２０ａの光増幅器６、分岐カプラー５
Ａに入射される。その間、測線ＡＡ、測線ＢＢの往復光
路における分岐カプラー５Ａ〜５Ｃからは、レーザ光を
図示しない光電変換器９・・・に送光し、往復光路測定
系における測定データを得ることが出来る。なお、この
ような往復光路測定系は、図１３、図１４、及び図２２
に示す本発明の装置にも適用可能である。
【０１２７】
【発明の効果】以上述べたように請求項１の発明によれ
ば、データ処理装置は、基準値測定時ｔ1 及び所定時間
経過後の測定時ｔ2 毎に、対向局の何れか一方の局にお
ける任意の１つのパラメータｇの短時間平均補正量＜ｇ
＞を＜δＬ（パラメータ）＞として求め、測定時ｔ1 、
ｔ2 における水中の光パルスの伝播速度ｖと、対向局間
の光電変換パルス列の１組毎の伝播時間幅ΔＴとの積か
ら対向局間の補正前の設置距離Ｌを求め、そして、（測
定時ｔ2 における補正前の対向局間設置距離Ｌ及び短時
間平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t2の和）から測定
時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌを求
め、また（測定時ｔ1 における補正前の対向局間設置距
離Ｌ及び短時間平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t1の
和）から測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置
距離Ｌt1求め、さらに、（測定時ｔ2における補正後の
真の対向局間設置距離Ｌt2）と（測定時ｔ1 における補
正後の真の対向局間設置距離Ｌt1）との差に基づいて対
向局間における歪みの発生の有無を識別し、さらに、
（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌ
t2の値、及び測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間
設置距離Ｌt1の値の差）と、（測定時ｔ2 における補正
後の真の対向局間設置距離Ｌt2の値及び測定時ｔ1にお
ける補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1の値の平均値）
との比から、又は、（測定時ｔ2 における補正後の真の
対向局間設置距離Ｌt2の値、及び測定時ｔ1における補
正後の真の対向局間設置距離Ｌt1の値の差）と、（測定
時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1）と
の比から対向局間に発生する歪み量を算出するよう構成
してあるため、屈折率等のパラメータｇの変動の影響を
受けずに、測線を形成する各対向局間に有意な歪みが発
生したか否かを正確に識別し得る上、各対向局間に発生
する歪み量も算出することが可能となる。
ば、データ処理装置は、基準値測定時ｔ1 及び所定時間
経過後の測定時ｔ2 毎に、対向局の何れか一方の局にお
ける任意の１つのパラメータｇの短時間平均補正量＜ｇ
＞を＜δＬ（パラメータ）＞として求め、測定時ｔ1 、
ｔ2 における水中の光パルスの伝播速度ｖと、対向局間
の光電変換パルス列の１組毎の伝播時間幅ΔＴとの積か
ら対向局間の補正前の設置距離Ｌを求め、そして、（測
定時ｔ2 における補正前の対向局間設置距離Ｌ及び短時
間平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t2の和）から測定
時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌを求
め、また（測定時ｔ1 における補正前の対向局間設置距
離Ｌ及び短時間平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t1の
和）から測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置
距離Ｌt1求め、さらに、（測定時ｔ2における補正後の
真の対向局間設置距離Ｌt2）と（測定時ｔ1 における補
正後の真の対向局間設置距離Ｌt1）との差に基づいて対
向局間における歪みの発生の有無を識別し、さらに、
（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌ
t2の値、及び測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間
設置距離Ｌt1の値の差）と、（測定時ｔ2 における補正
後の真の対向局間設置距離Ｌt2の値及び測定時ｔ1にお
ける補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1の値の平均値）
との比から、又は、（測定時ｔ2 における補正後の真の
対向局間設置距離Ｌt2の値、及び測定時ｔ1における補
正後の真の対向局間設置距離Ｌt1の値の差）と、（測定
時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1）と
の比から対向局間に発生する歪み量を算出するよう構成
してあるため、屈折率等のパラメータｇの変動の影響を
受けずに、測線を形成する各対向局間に有意な歪みが発
生したか否かを正確に識別し得る上、各対向局間に発生
する歪み量も算出することが可能となる。
【０１２８】請求項２の発明によれば、「対向局の何れ
か一方の局における水温等の複数のパラメータｇの各短
時間平均補正量＜ｇ＞の加算値」、又は「対向局の各局
における複数のパラメータｇの短時間平均補正量＜ｇ＞
を加算して対向局数２で除算した平均値」で示すとき
に、補正前の対向局間設置距離Ｌの見掛け上の変動の補
正用短時間平均補正量として＜δＬ´（パラメータ）＞
を適用可能となるよう構成してあるため、１つのパラメ
ータｇを用いる場合よりもより正確な短時間平均補正量
を得ることが出来る。
か一方の局における水温等の複数のパラメータｇの各短
時間平均補正量＜ｇ＞の加算値」、又は「対向局の各局
における複数のパラメータｇの短時間平均補正量＜ｇ＞
を加算して対向局数２で除算した平均値」で示すとき
に、補正前の対向局間設置距離Ｌの見掛け上の変動の補
正用短時間平均補正量として＜δＬ´（パラメータ）＞
を適用可能となるよう構成してあるため、１つのパラメ
ータｇを用いる場合よりもより正確な短時間平均補正量
を得ることが出来る。
【０１２９】請求項３の発明によれば、基準量測定時τ
1 の水温の初期温度ｔAs℃における水の初期屈折率ｎAs
を、演算式ｖ＝Ｃ0 ／ｎのｎに代入して水中における光
パルスの初期伝播速度ｖAsと、各局同士間の１組毎の実
測パルス伝播時間幅ΔＴの和である初期伝播時間ＴAsと
を記憶手段に記憶し、基準量測定後の測定時τ2 の実測
水温ｔn ℃における実測屈折率ｎn を同様にして算出し
た光パルスの伝播速度ｖn と、１組毎の実測パルス伝播
時間幅の和を実測伝播時間Ｔn とを記憶し、測定時τ2
の実測伝播時間Ｔn 及び伝播速度ｖn と、初期伝播速度
ｖAsとを演算式ＴAsn ＝（ｖn ・Ｔn ）／ｖASに代入
し、求めたＴAsn を、測定時τ2 の実測伝播時間Ｔn を
初期温度ｔAs℃に温度補正した伝播時間ＴAsn として記
憶保持し、そして、基準量測定時τ1 の初期伝播時間Ｔ
Asと温度補正した伝播時間ＴAsn とを対比し、その対比
結果に基づいて水平歪みの有無を識別するよう構成して
あるので、測線全体が一様な水温等の変動を受けても水
中の光伝播速度の変動の影響を受けずに、基準量測定時
τ1 の初期伝播時間ＴASと、基準量測定後の測定時τ 2
における水温等の影響を補正した伝播時間ＴASn との対
比を行って、正確な基線間の伝播時間の測定が行える
他、測線設置周囲の水の屈折率、及び温度データ等を提
示することが出来る。
1 の水温の初期温度ｔAs℃における水の初期屈折率ｎAs
を、演算式ｖ＝Ｃ0 ／ｎのｎに代入して水中における光
パルスの初期伝播速度ｖAsと、各局同士間の１組毎の実
測パルス伝播時間幅ΔＴの和である初期伝播時間ＴAsと
を記憶手段に記憶し、基準量測定後の測定時τ2 の実測
水温ｔn ℃における実測屈折率ｎn を同様にして算出し
た光パルスの伝播速度ｖn と、１組毎の実測パルス伝播
時間幅の和を実測伝播時間Ｔn とを記憶し、測定時τ2
の実測伝播時間Ｔn 及び伝播速度ｖn と、初期伝播速度
ｖAsとを演算式ＴAsn ＝（ｖn ・Ｔn ）／ｖASに代入
し、求めたＴAsn を、測定時τ2 の実測伝播時間Ｔn を
初期温度ｔAs℃に温度補正した伝播時間ＴAsn として記
憶保持し、そして、基準量測定時τ1 の初期伝播時間Ｔ
Asと温度補正した伝播時間ＴAsn とを対比し、その対比
結果に基づいて水平歪みの有無を識別するよう構成して
あるので、測線全体が一様な水温等の変動を受けても水
中の光伝播速度の変動の影響を受けずに、基準量測定時
τ1 の初期伝播時間ＴASと、基準量測定後の測定時τ 2
における水温等の影響を補正した伝播時間ＴASn との対
比を行って、正確な基線間の伝播時間の測定が行える
他、測線設置周囲の水の屈折率、及び温度データ等を提
示することが出来る。
【０１３０】請求項４の発明によれば、測線に往復路光
学的測定系を配設してあるため、光パルス伝播方向の順
方向、及び逆方向の計測データが得られて計測精度の向
上がはかれる。
学的測定系を配設してあるため、光パルス伝播方向の順
方向、及び逆方向の計測データが得られて計測精度の向
上がはかれる。
【０１３１】請求項５の発明によれば、測線に対し、先
頭送信局、中継局、及び受信局の列からなる多数の測線
を並列敷設し、上記測線の光パルス送信局から分岐した
伝播用光パルスを、多数の測線の各先頭送信局に順次伝
播するよう光結合するとともに、多数の測線の各先頭送
信局から、それぞれ自己の測線の中継局を介して受信局
に送光し、測線及び多数の測線における各局からの光電
変換パルスを伝送ケーブルを介してデータ処理装置に伝
送するよう構成してあるため、水底面に面的拡がりを持
たせた観測網を敷設することが出来る。
頭送信局、中継局、及び受信局の列からなる多数の測線
を並列敷設し、上記測線の光パルス送信局から分岐した
伝播用光パルスを、多数の測線の各先頭送信局に順次伝
播するよう光結合するとともに、多数の測線の各先頭送
信局から、それぞれ自己の測線の中継局を介して受信局
に送光し、測線及び多数の測線における各局からの光電
変換パルスを伝送ケーブルを介してデータ処理装置に伝
送するよう構成してあるため、水底面に面的拡がりを持
たせた観測網を敷設することが出来る。
【０１３２】請求項６の発明によれば、上記測線におけ
る所定の局を分岐局とし、先頭送信局、中継局、及び受
信局よりなる分岐測線を、その分岐局から複数の方向に
向けて敷設するよう構成してあるため、同様に水底にお
ける観測領域を面的に拡張することが出来る。
る所定の局を分岐局とし、先頭送信局、中継局、及び受
信局よりなる分岐測線を、その分岐局から複数の方向に
向けて敷設するよう構成してあるため、同様に水底にお
ける観測領域を面的に拡張することが出来る。
【０１３３】請求項７の発明によれば、水底に多数の三
角形の頂点位置毎に観測局を敷設するよう構成してある
ため、同様に二次元的拡がりを持った水底観測領域を形
成することが出来る。
角形の頂点位置毎に観測局を敷設するよう構成してある
ため、同様に二次元的拡がりを持った水底観測領域を形
成することが出来る。
【０１３４】請求項８の発明によれば、光電変換パルス
列を伝送ケーブルを介してデータ処置装置に伝送し、対
向設置された局同士の分岐した観測用光パルスを１組と
し、その１組毎のパルス伝播時間幅ΔＴを、周波数が異
なる複数のクロックパルスで各別に計数するよう構成し
てあるので、１組毎のパルス伝播時間幅ΔＴのそれぞれ
の計数結果を総合比較することができ、これにより正確
な測定値を求めることが可能となる。
列を伝送ケーブルを介してデータ処置装置に伝送し、対
向設置された局同士の分岐した観測用光パルスを１組と
し、その１組毎のパルス伝播時間幅ΔＴを、周波数が異
なる複数のクロックパルスで各別に計数するよう構成し
てあるので、１組毎のパルス伝播時間幅ΔＴのそれぞれ
の計数結果を総合比較することができ、これにより正確
な測定値を求めることが可能となる。
【０１３５】請求項９の発明によれば、基準量測定時ｔ
1 において検出した、対向局の間に介在する水中を透過
する分岐光パルスＳｗの光路長、及び対向局間に介在す
る伝送ケーブルに分布型光ファイバー温度計を添設さ
れ、かつ、対向局間に介在する分布型光ファイバー温度
計の光ファイバー光路を介して伝送される分岐光パルス
Ｓｃの光路長の差と、測定時ｔ1 から所定時間経過後の
測定時ｔ2 において検出した両パルスＳｗ、Ｓｃの両光
路長の差とを対比し、その対比結果に基づいて歪みの発
生の有無を判別するよう構成してあるため、対向局間に
熱水、又は、冷水が介在しても、両パルスＳｗ、Ｓｃの
両光路は同じ水温の影響を受ける関係上、両光路に及ぼ
す温度の影響が消去され、これにより、測線を構成する
各対向局同士の間の水温がそれぞれ相違する場合でも、
その影響を受けること無く、断層の出現の有無、又は、
既存の断層の活動の有無を正確に判別することが出来
る。
1 において検出した、対向局の間に介在する水中を透過
する分岐光パルスＳｗの光路長、及び対向局間に介在す
る伝送ケーブルに分布型光ファイバー温度計を添設さ
れ、かつ、対向局間に介在する分布型光ファイバー温度
計の光ファイバー光路を介して伝送される分岐光パルス
Ｓｃの光路長の差と、測定時ｔ1 から所定時間経過後の
測定時ｔ2 において検出した両パルスＳｗ、Ｓｃの両光
路長の差とを対比し、その対比結果に基づいて歪みの発
生の有無を判別するよう構成してあるため、対向局間に
熱水、又は、冷水が介在しても、両パルスＳｗ、Ｓｃの
両光路は同じ水温の影響を受ける関係上、両光路に及ぼ
す温度の影響が消去され、これにより、測線を構成する
各対向局同士の間の水温がそれぞれ相違する場合でも、
その影響を受けること無く、断層の出現の有無、又は、
既存の断層の活動の有無を正確に判別することが出来
る。
【図０１】 （Ａ）は（Ｂ）に示すの切断線Ａ−Ａ´に
沿って切断して矢印Ｐ方向から眺めた本発明のレーザ光
送信局の一部断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す送信局の斜
視図である。
沿って切断して矢印Ｐ方向から眺めた本発明のレーザ光
送信局の一部断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す送信局の斜
視図である。
【図０２】 海底に敷設する本発明の中継局の内部構成
を概略的に示す断面図である。
を概略的に示す断面図である。
【図０３】 海底に設置した局で観測したデータを地上
局に送信する伝送ケーブルと、片側給電を行う給電線と
を備える外装ケーブルの断面図である。
局に送信する伝送ケーブルと、片側給電を行う給電線と
を備える外装ケーブルの断面図である。
【図０４】 （Ａ）は送信局、中継局、及び受信局に設
けた光増幅器の構成図、（Ｂ）はエルビウム添加型光フ
ァイバ増幅器の構成図である。
けた光増幅器の構成図、（Ｂ）はエルビウム添加型光フ
ァイバ増幅器の構成図である。
【図０５】 光電力を分岐する分岐カプラーを示し、
（Ａ）は送信局に配設される前段の光カプラーの側面
図、（Ｂ）は送信局の前段の光カプラーの後段に配設さ
れる光カプラーの側面図、（Ｃ）は最終段の受信局に設
けた光カプラーの側面図である。
（Ａ）は送信局に配設される前段の光カプラーの側面
図、（Ｂ）は送信局の前段の光カプラーの後段に配設さ
れる光カプラーの側面図、（Ｃ）は最終段の受信局に設
けた光カプラーの側面図である。
【図０６】 図０８に示す測線ＡＡの各局の概略的構成
断面図である。
断面図である。
【図０７】 図０８に示す測線ＢＢの各局の概略的構成
断面図である。
断面図である。
【図０８】 本発明の光学式測距装置を備える２組の測
線の第１の設置例の全体配設図である。
線の第１の設置例の全体配設図である。
【図０９】 （Ａ）は２組の測線の各局から送られる光
パルス列、（Ｂ）は減衰された光強度をレーザ光源から
出射されるレーザ光源までに光増幅した光強度の減衰・
増幅変動波形図、（Ｃ）は分岐された２組の光電変換パ
ルス列と、各パルス間の伝搬時間幅とを示す波形図であ
る。
パルス列、（Ｂ）は減衰された光強度をレーザ光源から
出射されるレーザ光源までに光増幅した光強度の減衰・
増幅変動波形図、（Ｃ）は分岐された２組の光電変換パ
ルス列と、各パルス間の伝搬時間幅とを示す波形図であ
る。
【図１０】 各局間の光信号の伝播時間幅の算出と、有
意な歪み量εの発生の有無の識別を行うデータ処理装置
の機能ブロック図である。
意な歪み量εの発生の有無の識別を行うデータ処理装置
の機能ブロック図である。
【図１１】 測定時間と、その間に発生する歪み量との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図１２】 データ処理の制御を実行するデータ処理装
置のフローチャートである。
置のフローチャートである。
【図１３】 多数の測線を多方向に向けて分岐敷設した
本発明の第２の設置例のブロック図である。
本発明の第２の設置例のブロック図である。
【図１４】 多数の測線を海底に平行敷設する第３の設
置例のブロック図である。
置例のブロック図である。
【図１５】 海底における多数の三角形の頂点形成位置
毎に敷設し、二次元的拡がりを持つ第４の設置例のブロ
ック図である。
毎に敷設し、二次元的拡がりを持つ第４の設置例のブロ
ック図である。
【図１６】 図１５の観測網の梯形領域Ｓを抜き出して
拡大して示した図である。
拡大して示した図である。
【図１７】 測線の一部を形成する対向２局間の温度が
相違する場合、その温度の影響を消去し、有意な断層活
動や地殻活動の発生の有無を検知する本発明の別の光学
式測距装置の構成図である。
相違する場合、その温度の影響を消去し、有意な断層活
動や地殻活動の発生の有無を検知する本発明の別の光学
式測距装置の構成図である。
【図１８】 図１７に示す中継局１０ｂ´・・・、受信
局１０ｎ´にそれぞれ設けた計測演算装置の構成例を示
す図である。
局１０ｎ´にそれぞれ設けた計測演算装置の構成例を示
す図である。
【図１９】 （Ａ）は分布型光ファイバー温度計の一部
の斜視図、（Ｂ）は図１７に示す装置の機能を実行を示
すフローチャートである。
の斜視図、（Ｂ）は図１７に示す装置の機能を実行を示
すフローチャートである。
【図２０】 各局に超音波送受信器を設け、底層流の有
無、状況等を観測する本発明の別の光学式測距装置の海
底配設図である。
無、状況等を観測する本発明の別の光学式測距装置の海
底配設図である。
【図２１】 温度補正方式を異にする本発明の第３の実
施の形態のデータ処理装置の機能ブロック図である。
施の形態のデータ処理装置の機能ブロック図である。
【図２２】 図２１に示すデータ処理装置を設けた本発
明の第３の実施の形態の側線ＡＡにおいて、標準温度を
中心とした海水の屈折率ｎ、海水中の光パルスの伝播速
度ｖ、及び光伝播時間Ｔの変化傾向と、温度補正前、後
の測定値とを示す図である。
明の第３の実施の形態の側線ＡＡにおいて、標準温度を
中心とした海水の屈折率ｎ、海水中の光パルスの伝播速
度ｖ、及び光伝播時間Ｔの変化傾向と、温度補正前、後
の測定値とを示す図である。
【図２３】 図２１の装置のデータ処理制御を実行する
データ処理装置のフローチャートである。
データ処理装置のフローチャートである。
【図２４】 図０６、図０７に示す測線ＡＡ、測線ＢＢ
を例示して、往復光路を備える測定系を説明するための
概略的構成を上から眺めたブロック図である。
を例示して、往復光路を備える測定系を説明するための
概略的構成を上から眺めたブロック図である。
【図２５】 海底に敷設した、従来の光学式測距装置よ
りなる測線の概念図である。
りなる測線の概念図である。
【図２６】 （Ａ）は断層を跨いで２方向に個別配設し
た従来の測線の配置図、（Ｂ）は断層を跨いで２方向に
直交させて一度に配設した従来の測線の配置図である。
た従来の測線の配置図、（Ｂ）は断層を跨いで２方向に
直交させて一度に配設した従来の測線の配置図である。
１０ａ・・送信局、１０ｂ・・中継局、１０ｎ・・受信
局、１２・・屈折率計、１３・・温度センサ、１４・・
水圧センサ、１５・・流速計、１６・・流向計、１７・
・塩分濃度計、５ａ、５ｂ、５ｃ・・分岐カプラー、
６′・・エルビウム添加型光増幅器、ＴＨ１〜ＴＨ（ｎ
−１）・・分布型光ファイバー温度計、Ｓｗ・・海中を
透過するパルスレーザ光、Ｓｃ・・分布型光ファイバー
温度計を伝送するパルスレーザ光、２０１、２０２・・
超音波送受信器。
局、１２・・屈折率計、１３・・温度センサ、１４・・
水圧センサ、１５・・流速計、１６・・流向計、１７・
・塩分濃度計、５ａ、５ｂ、５ｃ・・分岐カプラー、
６′・・エルビウム添加型光増幅器、ＴＨ１〜ＴＨ（ｎ
−１）・・分布型光ファイバー温度計、Ｓｗ・・海中を
透過するパルスレーザ光、Ｓｃ・・分布型光ファイバー
温度計を伝送するパルスレーザ光、２０１、２０２・・
超音波送受信器。
Claims (9)
- 【請求項１】 水底の断層を介在させて、光パルスを送
光する送信局と、該光パルスを受光して次段の局に送光
する中継局と、中継局からの光パルスを受光する最終段
の受信局とを所定間隔毎に対向配設してなる測線を設
け、 上記送信局から中継局を経由し受信局に送光される伝播
用光パルスから各局毎に観測用の光パルスを分岐し、そ
の光電変換したパルス列と、上記各局毎に設けたセンサ
により検出した各局設置周囲の水の屈折率、塩分濃度、
水温、水圧、流速、及び流向の検出データとを伝送ケー
ブルを介して地上局に伝送し、 上記光電変換パルス列を取り込み、基準値測定時ｔ1 及
び該基準値測定時から所定時間経過した後の測定時ｔ2
において、上記対向配設された局同士の光電変換パルス
を１組とし、求めた１組毎の対向局間片道のパルス伝播
時間幅ΔＴ及び上記検出データに基づいて水底基盤にお
ける対向局間の水平歪みの発生の有無を識別するデータ
処理装置を備える光学式測距装置であって、 上記データ処理装置は、 上記測定時ｔ1 及び測定時ｔ2 において、上記対向局間
の設置距離Ｌに対し見掛け上の変動を与える屈折率、塩
分濃度、水温、水圧、流速、又は流向の各パラメータｇ
をそれぞれＮ回反復検出し、 下記演算式（２）に、下記演算式（１）により求めた上
記測定時ｔ1 及び測定時ｔ2 における対向局間の水中の
光パルスの伝播速度ｖと対向局間のパルス伝播時間幅Δ
Ｔとを代入して測定時ｔ1 及び測定時ｔ2 における補正
前の対向局間設置距離Ｌを求め、 下記演算式（３）に基づいて、上記対向局の何れか一方
の局における任意の１つのパラメータｇのＮ回の反復検
出値の加算値をＮで除算して算出した上記測定時ｔ1 及
び測定時ｔ2 における各短時間平均補正量＜ｇ＞を＜δ
Ｌ（パラメータ）＞と表し、下記演算式（３´）に示す
上記＜δＬ（パラメータ）＞を上記測定時ｔ1 及び測定
時ｔ2 における補正前の対向局間の設置距離Ｌの見掛け
上の変動を補正するための短時間平均補正量とみなして
用い、 下記演算式（４）により、上記測定時ｔ1 における補正
前の対向局間設置距離Ｌ(j) と短時間平均補正量＜δＬ
（パラメータ）＞t1 との和に基づいて補正後の真の対
向局間設置距離Ｌを求め、 下記演算式（４´）により、上記測定時ｔ2 における補
正前の対向局間設置距離Ｌ(j) と短時間平均補正量＜δ
Ｌ（パラメータ）＞t2 との和に基づいて補正後の真の
対向局間設置距離Ｌを求め、 下記演算式（５Ａ）、又は（５Ｂ）に示す上記（測定時
ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt2）の値
から（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距
離Ｌt1）の値の差の結果に基づいて対向局間における歪
みの発生の有無を識別し、そして、下記演算式（５Ａ）
に基づいて、上記（測定時ｔ2 における補正後の真の対
向局間設置距離Ｌt2の値、及び測定時ｔ1 における補正
後の真の対向局間設置距離Ｌt1の値の差）と、上記（測
定時ｔ1 及びｔ2 における補正後の真の対向局間設置距
離Ｌt1及びＬt2の平均値）との比から、又は下記演算式
（５Ｂ）に基づいて、上記（測定時ｔ2 における補正後
の真の対向局間設置距離Ｌt2の値、及び測定時ｔ1 にお
ける補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1の値の差）と、
上記（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距
離Ｌt1）との比から対向局間に発生する歪み量〔ε
（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2を求めるよう構成したことを特徴
とする光学式測距装置。 演算式（１）：ｖ＝Ｃ0 ／ｎ、ここで、ｎは測定時ｔ1
及びｔ2 における各局の水の実測屈折率、Ｃ0 は真空中
の光速度（３×１０8 ｍ／ｓ）、ｖは測定時ｔ1及びｔ
2 における対向局間の光パルスの伝播速度を示す、 演算式（２）：ｖ×ΔＴ＝Ｌ、ここで、ΔＴは対向局間
の光パルスの片道伝播時間幅を示す、 ここで、＜ｇ＞は各パラメータｇのＮ回測定の平均値、
即ち、各パラメータｇの短時間平均補正量、＜δＬ（パ
ラメータ）＞は補正前の対向局間の設置距離Ｌの見掛け
上の変動を補正するための短時間平均補正量、ｉ、（ｉ
＋１）はｉ番目、（ｉ＋１）番目の局、δｇ(j) 及びδ
Ｌ（パラメータ）(j) はＮ回の反復検出のうちｊ回目の
測定量を示す、 演算式（４）：測定時ｔ1 における補正後の真の対向局
間設置距離Ｌ＝〔Ｌt1 C（ｉ、ｉ＋１）〕＝（測定時ｔ
1 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j) （ｉ、ｉ
＋１）；ｔ＝ｔ1 〕）＋（測定時ｔ1 における短時間平
均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t1）、 演算式（４´）：測定時ｔ2 における補正後の真の対向
局間設置距離Ｌ＝〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕＝（測定時
ｔ2 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j) （ｉ、
ｉ＋１）；ｔ＝ｔ2 〕）＋（測定時ｔ2 における短時間
平均補正量＜δＬ（パラメータ）＞t2）、 演算式（５Ａ）：〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定
時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C
（ｉ、ｉ＋１）〕）−（測定時ｔ1 における補正後の真
の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／
０．５×｛（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間
設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定時ｔ2 に
おける補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ
＋１）〕）｝、 演算式（５Ｂ）：〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定
時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C
（ｉ、ｉ＋１）〕）−（測定時ｔ1 における補正後の真
の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／
（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離
〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）。 - 【請求項２】 上記＜δＬ（パラメータ）＞は、 上記測定時ｔ1 及び測定時ｔ2 における補正前の対向局
間の設置距離Ｌの見掛け上の変動を補正するための短時
間平均補正量として、上記対向局の何れか一方の局にお
ける任意の複数のパラメータｇの各短時間平均補正量＜
ｇ＞を加算するとき、又は該対向局の各局における任意
の複数のパラメータｇの各短時間平均補正量＜ｇ＞を加
算して対向局数２で除算した平均値で示すときは、＜δ
Ｌ´（パラメータ）＞として表し、 下記演算式（４Ａ）により、上記測定時ｔ1 における補
正前の対向局間設置距離Ｌ(j) と短時間平均補正量＜δ
Ｌ´（パラメータ）＞t1 との和に基づいて上記測定時
ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌを求め、 下記演算式（４Ｂ）により、上記測定時ｔ2 における補
正前の対向局間設置距離Ｌ(j) と短時間平均補正量＜δ
Ｌ´（パラメータ）＞t2 との和に基づいて上記測定時
ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌを求め、 下記演算式（５Ａ）、又は（５Ｂ）に示す（測定時ｔ2
における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt2）の値から
（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌ
t1）の値の差の結果に基づいて対向局間における歪みの
発生の有無を識別し、そして、下記演算式（５Ａ）に基
づいて、（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局間設
置距離Ｌt2の値、及び測定時ｔ1 における補正後の真の
対向局間設置距離Ｌt1の値の差）と、上記（測定時ｔ1
及びｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1及
びＬt2の平均値）との比から、又は下記演算式（５Ｂ）
に基づいて、（測定時ｔ2 における補正後の真の対向局
間設置距離Ｌt2の値、及び測定時ｔ1における補正後の
真の対向局間設置距離Ｌt1の値の差）と、上記（測定時
ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離Ｌt1）との
比から対向局間に発生する歪み量〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕
t1 t2を求めることを特徴とする請求項１記載の光学式測
距装置。 演算式（４Ａ）：測定時ｔ1 における補正後の真の対向
局間設置距離Ｌ＝〔Ｌ t1 C （ｉ、ｉ＋１）〕＝（測定時
ｔ1 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j ) （ｉ、
ｉ＋１）；ｔ＝ｔ1 〕）＋（測定時ｔ1 における短時間
平均補正量＜δＬ´（パラメータ）＞t1）、 演算式（４Ｂ）：測定時ｔ2 における補正後の真の対向
局間設置距離Ｌ＝〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ＋１）〕＝（測定時
ｔ2 における補正前の対向局間設置距離〔Ｌ(j)（ｉ、
ｉ＋１）；ｔ＝ｔ2 〕）＋（測定時ｔ2 における短時間
平均補正量＜δＬ´（パラメータ）＞t2）、 演算式（５Ａ）：〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定
時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C
（ｉ、ｉ＋１）〕｝−（測定時ｔ1 における補正後の真
の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／
０．５×｛（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間
設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）＋（測定時ｔ2 に
おける補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C （ｉ、ｉ
＋１）〕）｝、 演算式（５Ｂ）：〔ε（ｉ、ｉ＋１）〕t1 t2≡｛（測定
時ｔ2 における補正後の真の対向局間設置距離〔Ｌt2 C
（ｉ、ｉ＋１）〕）−（測定時ｔ1 における補正後の真
の対向局間設置距離〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）｝／
（測定時ｔ1 における補正後の真の対向局間設置距離
〔Ｌt1 C （ｉ、ｉ＋１）〕）。 - 【請求項３】 水底の断層を介在させて、光パルスを送
光する送信局と、該光パルスを受光して次段の局に送光
する中継局と、中継局からの光パルスを受光する最終段
の受信局とを所定間隔毎に対向配設してなる測線を設
け、 上記送信局から中継局を経由し受信局に送光される伝播
用光パルスから各局毎に観測用の光パルスを分岐し、そ
の光電変換したパルス列を伝送ケーブルを介して地上局
に伝送し、 基準量測定時τ1 において、上記光電変換パルス列を取
り込み、上記対向配設された局同士の分岐パルスを１組
とし、該１組毎の対向局間片道のパルス伝播時間幅ΔＴ
を求め、加算して上記測線の伝播時間Ｔを基準伝播時間
として求め、 上記基準伝播時間Ｔと上記基準量測定時τ1 の後の測定
時τ2 に求めた伝播時間Ｔとを対比し、その差異の有無
から水底基盤における水平歪みの変化の有無を識別する
データ処理装置を備える光学式測距装置であって、 上記各局に、設置周囲の水温を検出する温度センサ及び
水の屈折率ｎを検出する屈折率計を設け、 上記データ処理装置は、 上記基準量測定時τ1 の実測水温を初期温度ｔAs℃と
し、該水温における水の実測屈折率を初期屈折率ｎAsと
し、該初期屈折率ｎAsを下記演算式１に代入して求めた
光パルスの伝播速度を初期伝播速度ｖAsとし、さらに、
上記各局同士間の１組毎の実測パルス伝播時間幅ΔＴの
和を初期伝播時間ＴAsとして記憶手段に記憶し、 上記基準量測定後の測定時τ2 の実測水温ｔn ℃におけ
る実測屈折率ｎn を下記演算式１に代入して光パルスの
伝播速度ｖn を算出し、上記１組毎の実測パルス伝播時
間幅ΔＴの和を実測伝播時間Ｔn として求め、 上記基準量測定後の測定時τ2 の実測伝播時間Ｔn 及び
伝播速度ｖn と、上記初期伝播速度ｖAsとを下記演算式
２に代入して求めた伝播時間ＴAsn を、上記基準量測定
後の測定時τ2 における実測伝播時間Ｔn を初期温度ｔ
As℃における初期伝播時間ＴAsに温度補正された伝播時
間ＴAsn として記憶保持し、 上記基準量測定時τ1 の初期伝播時間ＴAsと温度補正し
た上記伝播時間ＴAs n とを対比し、その対比結果に基づ
いて水平歪みの有無を識別するように構成したことを特
徴とする光学式測距装置。 演算式１：ｖ＝Ｃ0 ／ｎ、ここで、ｎは上記基準量測定
時τ1 及び該基準量測定後の測定時τ2 の水の実測屈折
率、Ｃ0 は真空中の光速度（３×１０8 ｍ／ｓ）、ｖは
算出した上記基準量測定時τ1 及び該基準量測定後の測
定時τ2 の水中の光パルスの初期伝播速度を示す、 演算式２：ＴAsn ＝（ｖn ・Ｔn ）／ｖAs、ここで、ｖ
Asは上記基準量測定時τ1 に測定した水中の光パルスの
初期伝播速度、ｖn は該基準量測定時τ1 の後の測定時
τ2 における水中の光パルスの伝播速度、Ｔn は上記測
定時τ2 の実測伝播時間、ＴAsn は測定時τ2 の実測伝
播時間Ｔn を上記基準量測定時τ1 の初期温度ｔAs℃に
おける初期伝播時間ＴAsに温度補正した伝播時間を示
す。 - 【請求項４】 上記測線における各局毎に、上記光パル
スを送光する送信局からのレーザ光送光方向に配設され
ている光学的測定系と並例に、かつ該レーザ光送光方向
とは逆方向に向けて光学的測定系を配設することによ
り、上記測線に往復路光学的測定系を形成し、 上記往復路光学的測定系により検出した上記パルス伝播
時間幅データと、各局に設けたセンサからの検出データ
とを上記データ処理装置に伝送することを特徴とする請
求項１、又は請求項３の何れか１項記載の光学式測距装
置。 - 【請求項５】 上記測線に対し、先頭に位置する送信
局、中継局、及び受信局の列からなる測線の多数を、上
記測線の伝播用光パルスを送光する送信局と、各測線の
先頭送信局とが並列位置するよう敷設し、 上記測線の送信局と、各測線の先頭送信局とが、上記測
線の送信局が送光する伝播用光パルスから分岐した伝播
用光パルスを各測線の先頭送信局に順次伝播するよう光
結合されており、 上記各測線の先頭送信局から中継局を介して受信局に、
伝播用光パルスを送光し、 各測線の先頭送信局、中継局、及び受信局から分岐した
伝播用光パルスから分岐した観測用の光パルスの光電変
換パルス列と、該各局毎に設けたセンサからの検出デー
タとを上記データ処理装置に伝送することを特徴とする
請求項１、又は請求項３の何れか１項記載の光学式測距
装置。 - 【請求項６】 上記測線における所定の局を、上記送信
局から送光する伝播用光パルスを分岐する分岐局とし、
該分岐局から複数の方向に向けて、先頭に位置する送信
局、中継局、及び受信局よりなる分岐測線の複数を分岐
敷設し、 上記伝播用光パルスを上記分岐局にて分岐し、上記各分
岐測線の先頭送信局から中継局を介して受信局に送光
し、 上記各分岐測線の先頭送信局、中継局、及び受信局か
ら、上記伝播用光パスルから分岐した観測用の光パルス
の光電変換パルス列と、上記各分岐測線の各局に設けた
センサの検出データとを上記データ処理装置に伝送する
ことを特徴とする請求項１、又は請求項３の何れか１項
記載の光学式測距装置。 - 【請求項７】 水底における多数の三角形の頂点を形成
する位置毎に観測局を敷設し、 上記観測局は、この観測局から発生される光伝播パルス
を、該観測局に隣接する観測局のうちの半数の観測局に
対してそれぞれ送光し、上記隣接する観測局のうちの残
りの半数の観測局から送光される光伝播パルスをそれぞ
れ受光するよう構成することにより観測局同士が相互に
光結合している光学式測距装置であって、 上記観測局と、該観測局に隣接する各観測局との間で
送、受光される光伝播パルスの検出伝播時間幅データ、
及び各観測局に設けたセンサの上記検出データとをデー
タ処理装置に伝送することを特徴とする請求項１、又は
請求項３の何れか１項記載の光学式測距装置。 - 【請求項８】 上記光電変換パルス列を伝送ケーブルを
介して地上局に伝送し、対向設置された局同士から分岐
パルスを１組とし、該１組毎のパルス伝播時間幅ΔＴ
を、周波数が異なる複数のクロックパルスにより計数す
ることを特徴とする請求項１、又は請求項３記載の光学
式測距装置。 - 【請求項９】 水底の断層を介在させて、光パルスを送
光する送信局、該光パルスを受光して次段の局に送光す
る中継局、及び中継局からの光パルスを受光する最終段
の受信局を所定間隔毎に配設してなる測線を敷設し、 データ処理装置を備える地上局からの伝送ケーブルを上
記送信局、中継局、及び受信局を連接し、 対向する上記各局同士間に介在する伝送ケーブルに、該
各局同士を接続する分布型光ファイバー温度計をそれぞ
れ添設し、 基準量測定時ｔ1 及び該測定時ｔ1 から所定時間経過後
の測定時ｔ2 のそれぞれの計測時において、上記対向局
の一方の対向局から他方の対向局に向け、上記一方の対
向局にて分岐した一方の分岐光パルスＳｗを上記対向局
間に介在する水中光路を透過させると共に、他方の分岐
光パルスＳｃを上記対向局間同士を連接する分布型光フ
ァイバー温度計の光ファイバー光路を介して伝送し、 上記分岐光パルスＳｃ及び基準光パルスＳｐを上記他方
の対向局内設置の計測演算装置の第１成分検出部にて受
光し、検出した両パルスＳｃ及びＳｐ間の位相差を示す
第１の成分信号と、上記分岐光パルスＳｗ及び基準光パ
ルスＳｐを上記計測演算装置の第２成分検出部にて受光
し、検出した両パルスＳｗ及びＳｐ間の位相差を示す第
２の成分信号との位相差を示す基準量測定時ｔ1 及び測
定時ｔ2の検出信号をそれぞれ伝送ケーブルを介して地
上局に伝送し、 地上局にて、基準量測定時ｔ1 における計測時の検出信
号と、測定時ｔ2 における計測時の検出信号との位相差
を対比し、その対比結果に基づいて、測線を構成する対
向局間に介在する水温とその余の対向局間の水温との相
違に関係無く、断層の出現の有無、あるいは、断層の伸
縮、地殻変動の有無を識別することを特徴とする光学式
測距装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000097156A JP3358177B2 (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 光学式測距装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP3358177B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6746319B2 (en) | 2001-08-10 | 2004-06-08 | Ebara Corporation | Measuring apparatus |
| CN112711005A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-27 | 深圳市利拓光电有限公司 | 基于激光器的测距装置及控制方法 |
| JPWO2021111691A1 (ja) * | 2019-12-03 | 2021-06-10 |
-
2000
- 2000-03-31 JP JP2000097156A patent/JP3358177B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| US6746319B2 (en) | 2001-08-10 | 2004-06-08 | Ebara Corporation | Measuring apparatus |
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| JP7347538B2 (ja) | 2019-12-03 | 2023-09-20 | 日本電気株式会社 | 光ファイバセンシングシステム、測定装置及び測定方法 |
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