JP2010139342A

JP2010139342A - 高精度同期方法

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Publication number: JP2010139342A
Application number: JP2008315125A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Miyazaki; 裕道宮崎; Michio Matsumoto; 三千緒松本; Takeshi Suda; 健須田; Masahito Yamagami; 順民山上
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-06-24
Anticipated expiration: 2028-12-11
Also published as: JP5410742B2

Abstract

【課題】離れた２点間において、高精度に時刻等の同期を行う方法であって、特に、前記２地点がＧＰＳ電波を受信できず、距離的にもコスト的にも光ケーブル等の敷設ができない場所である場合に好適な同期方法を提供する。
【解決手段】同期の基準となる同期基準情報を自身の内部に保持する第一乃至第三の同期装置を用い、前記第一の同期装置は、第一の制御対象装置に接続してその内部時計を自身の前記同期基準情報によって同期させる一方、前記第二の同期装置は、前記第一の制御対象装置と同期を取るべき第二の制御対象装置に接続してその内部時計を自身の前記同期基準情報によって同期させ、そして、前記第三の同期装置を前記第一の同期装置に接続して両者を同期させた後に、接続を解除し、前記第三の同期装置を前記第二の同期装置に接続して両者を同期させることを特徴とする同期方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、離れた２地点間において、高精度に時刻等の同期を行う方法に係り、特に、前記２地点がＧＰＳ電波を受信できず、距離的にもコスト的にも光ケーブル等の敷設ができない場所である場合に好適な同期方法に関する。

建設工事現場等において離れた２点間の時刻の同期をとる方法としては、精度の良い時計の時刻を合わせておいて各場所に持ち込む方法が一般的である。しかし、精度の良い時計でも、数時間、数日を経過すると時刻にばらつきが出てくる。ばらつきが出ないように原子時計のような高精度の時計を利用する方法も考えられるが、コストや使用環境などから望めない場合が多い。そこで、この時刻のばらつきを補正するために、時刻の校正が必要となってくる。この校正の方法として電波時計やＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）を利用する方法（例えば、特許文献１）やコンピュータの内部時刻を利用する方法（例えば、特許文献２）等がある。

図８は、従来の校正方法における時刻精度を示した図である。図８に示されるように、電波時計等を使用した従来の校正方法によれば時刻精度は低く１／１００秒が限界である。このため、例えば２点間において音波を送受信し、送信から受信までにかかった時間を計測することにより２点間の距離を測る場合（音波探査等）、音速は気中ならば３４０ｍ／秒、水中ならば１５００ｍ／秒であるため時刻の同期精度が１／１００秒であれば３〜１５ｍ程度の距離誤差となってしまう。そこで、精度の高いＧＨＳ時計等を利用することも考えられる。ＧＨＳ時計は原子時計を搭載したＧＰＳから発信される時刻パルスを利用しているため、その精度は５００ナノ秒以内であり極めて精度が高い。
特開２００１−３２４５８４号公報特開２００７−２１８６７０号公報

ところで、図１に示すように、地中に二以上の立坑１０２ａ、１０２ｂを設けてトンネル等を地中接合する際に、位置確認のために音波探査をする場合がある。このような場合、各坑口から離れた切羽で音波の発信側と受信側の時刻同期をとらなければならない。

しかしながら、従来のＧＨＳ時計を利用する方法はＧＰＳ電波が受信できる地上に限られ、図１に示すような地下の坑内では利用することはできない。

また、ＧＨＳ時計自体はＧＰＳ電波を受信できる場所に設置し、その信号を取り出して光ファイバや同軸ケーブル等により地中の目的地に送信する方法等も考えられるが、ケーブルの長さによる遅延や同期信号の光変換時間等が加わり誤差が大きくなる。

また、例えば、各坑口から１０ｋｍも離れた切羽で音波の発信側と受信側の時刻同期をとる場合、光ファイバを音波の発信側から受信側に引き回すとすれば、少なくとも２０ｋｍもの光ファイバを敷設することになるがシングルモードのＭＩＬ規格の光ファイバを８００円／ｍとして、８００円×２０，０００ｍ＝１６，０００，０００円ものコストがかかるため容易には利用できない。

そこで、本発明は、離れた２地点間において、高精度に時刻等の同期を行う同期方法に係り、特に、前記２地点がＧＰＳ電波を受信できず、距離的にもコスト的にも光ケーブル等の敷設ができない場所である場合に好適な同期方法を提供することを目的としている。

〔発明１〕上記目的を達成するために、発明１の同期方法は、同期をとる基準となる同期基準情報を自身の内部に保持する第一乃至第三の同期装置を用い、前記第一の同期装置は、第一の制御対象装置に接続してその第一の制御対象装置の内部時計を自身の前記同期基準情報によって同期させる一方、前記第二の同期装置は、前記第一の制御対象装置と同期を取る必要がある第二の制御対象装置に接続してその第二の制御対象装置の内部時計を自身の前記同期基準情報によって同期させ、そして、前記第三の同期装置を前記第一の同期装置に接続して、前記第三の同期装置の前記同期基準情報と、前記第一の同期装置の前記同期基準情報とを同期させた後に、前記接続を解除する、第一同期ステップと、前記第三の同期装置を前記第二の同期装置に接続して、前記第三の同期装置の前記同期基準情報と、前記第二の同期装置の前記同期基準情報とを同期させる第二同期ステップと、を有することを特徴とする。

ここで、「同期基準情報」とは、前記発信装置及び前記受信装置の同期をとる基準となる情報である。具体的には、時刻情報、カウンタ値等が挙げられる。また、時刻情報やカウンタ値は数値で示されるものであるが、同期基準情報を英数字や記号等のシンボルで示したものとして構成してもよい。

〔発明２〕さらに、発明２の同期方法は、発明１の同期方法において、前記第三の同期装置の前記同期基準情報は原子時計により保持されることを特徴とする。

〔発明３〕さらに、発明３の同期方法は、発明２の同期方法において、前記原子時計はルビジウムを使用することを特徴とする。

〔発明４〕さらに、発明４の同期方法は、発明１から３のいずれか一の同期方法において、前記第一の制御対象装置は、弾性波を発生する発信装置及び前記弾性波を受信する受信装置のいずれか一方の装置であり、前記第二の制御対象装置は、前記発信装置及び前記受信装置の他方の装置であり、前記発信装置と前記受信装置との距離を測定するために、前記第一同期ステップと前記第二同期ステップを実行することを特徴とする。

〔発明５〕さらに、発明５の同期方法は、発明４の同期方法において、前記発信装置及び前記受信装置は、独立した二つの坑内にそれぞれ設置されていることを特徴とする。

ここで、「坑内」とは、地面を開削して設けられた坑道の内部のみを指すのではなく、岩などを掘削してできた空間等をも広く意味するものである。すなわち、ＧＰＳ電波の届かないような場所を広く含む趣旨である。

〔発明６〕さらに、発明６の同期方法は、発明４又は５の同期方法において、前記第三の同期装置の前記同期基準情報の精度は、前記発信装置から前記受信装置への弾性波の到達時間に応じて必要とされる精度以上であることを特徴とする。

ここで、「前記発信装置から前記受信装置への弾性波の到達時間に相当する精度以上」とは、発信装置から受信装置への弾性波の到達時間は、発信装置と受信装置との距離や、弾性波の種類、弾性波が伝搬する弾性体の種類等によって変わってくるため、実際の弾性波の到達時間に応じて必要とされる精度以上であることを意味する。例えば、トンネル接合などはミリメートルレベルで精度管理するが、土中での音速を１５００ｍ／秒とすると、前記同期基準情報の精度が１０ナノ秒程度の精度であれば０．０１５ミリメートル程度の誤差にしかならないため好適である。

〔発明７〕さらに、発明７の同期方法は、発明４から６のいずれか一の同期方法において、前記第三の同期装置の前記同期基準情報の精度は、前記発信装置から前記受信装置への弾性波の到達時間、及び前記第一同期ステップの実行から前記第二同期ステップの実行までに要する時間に応じて必要とされる精度以上であることを特徴とする。

例えば、発信装置及び受信装置がそれぞれの坑口から１０ｋｍ離れた切羽に設置されていれば、同期装置を発信装置に接続した後、受信装置に接続するまでに同期装置を移動させる距離は最低でも４０ｋｍになる。そして、この移動の間にも同期装置の同期基準情報の更新においては多少のズレが生じてくる。よって、この同期装置の移動中の同期基準情報のズレをも考慮して同期基準情報の更新の精度を決定することで、発信装置から受信装置への弾性波の到達時間、及び二つの坑内間の移動に要する時間に応じて、発信装置及び受信装置を必要な精度で同期させることができる。

〔発明８〕さらに、発明８の同期方法は、発明１から７のいずれか一の同期方法において、前記第一の同期装置、前記第二の同期装置、及び前記第三の同期装置は、同一構成の装置であることを特徴とする。

以上説明したように、発明１の同期方法によれば、第三の同期装置を第一の同期装置に接続して同期基準情報を同期させた後、第二の同期装置に接続して同期基準情報を同期させることにより第一の同期装置と第二の同期装置との間の同期をとるため、第一の同期装置及び第二の同期装置を精度よく且つ簡単に同期させることができる。特に、第一の同期装置と第二の同期装置が、ＧＰＳ電波を受信できず、距離的にもコスト的にも光ケーブル等の敷設ができない状況下にある場合において好適である。

また、発信装置及び受信装置の間に光ケーブル等を敷設する必要はなく、同期装置は一般的な電子装置で構成できるため、コストを低減することができる。

さらに、発明２及び発明３の同期方法によれば、第一の同期装置と第二の同期装置との間の時刻同期をより高精度に行うことが可能である。

さらに、発明４の同期方法によれば、音波探査等において、音波等の発信装置と受信装置との間の時刻同期を高精度に行い、よって発信装置と受信装置との距離を正確に測定することができる。

さらに、発明５の同期方法によれば、弾性波の発信装置及び受信装置がＧＰＳ電波を受信できず、距離的にもコスト的にも光ケーブル等の敷設ができないような場所に設置されている場合であっても、発信装置と受信装置の時刻を高精度かつ簡単に同期させることができる。

さらに、発明６の同期方法によれば、発信装置から受信装置への弾性波の到達時間に応じて、発信装置及び受信装置を必要な精度で同期させることができる。

さらに、発明７の同期方法によれば、発信装置から受信装置への弾性波の到達時間、及び二つの坑内間の移動に要する時間に応じて、発信装置及び受信装置を必要な精度で同期させることができる。

さらに、発明８の同期方法によれば、第一の同期装置、第二の同期装置、及び第三の同期装置は、同一構成の装置により実現されるので、同期装置にかかるコストが低減される。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

まず、本実施の形態に係る同期方法の概要について説明する。図１は、本実施の形態に係る同期方法の概要を示す図である。

図１は、地中に二以上の立坑１０２ａ、１０２ｂを設けてトンネル等を地中接合している場面を示している。このような場面においては、立坑１０２ａ、１０２ｂにおける切羽の位置確認を行うために音波探査を行う場合がある。音波探査は、各切羽に発信装置１０４及び受信装置１０６を設置し、発信装置１０４から音波１１０を発信し受信装置１０６でこれを受信するまでの時間差を利用して各切羽間の距離を算出するものである。よって、この時、発信装置１０４と受信装置１０６とは同期がとれている必要がある。本実施の形態に係る同期方法は、図１のような場面において、一の基準用同期装置１０７を用いて発信装置１０４に接続される発信用同期装置１０８と受信装置１０６に接続される受信用同期装置１０９との同期をとるための同期方法に関するものである。

次に、発信装置１０４、発信用同期装置１０８、受信装置１０６、及び受信用同期装置１０９の構成について説明する。図２は、発信装置１０４、発信用同期装置１０８、受信装置１０６、及び受信用同期装置１０９の構成を示す図である。

まず、発信装置１０４の構成について説明する。

発信装置１０４は、図２に示すように、発信用ＰＣ（コンピュータ）２０４、ＤＡコンバータ２０６、高出力ＡＭＰ（アンプ）２０８、及び出力用素子２１０を有する。

発信用ＰＣ２０４は、ＲＳ２３２ＣＩＦ２３４を介して発信用同期装置１０８と通信を行い、発信用同期装置１０８の内部の状態監視やパラメータ設定などを行う。また、制御回路２２８からはクロック信号を受け取る。

ＤＡコンバータ２０６は、発信用ＰＣ２０４から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換して高出力ＡＭＰ２０８に出力する。また、発信用同期装置１０８の制御回路２２８から変換タイミングとなるクロック信号や変換開始のトリガ信号を受け取る。

高出力ＡＭＰ２０８は、ＤＡコンバータ２０６から出力されたアナログ信号を増幅して出力用素子２１０に出力する。

出力用素子２１０は、高出力ＡＭＰ２０８で増幅されたアナログ信号を音波として出力する。

次に、発信用同期装置１０８の構成について説明する。

発信用同期装置１０８は、図２に示すように、クロック装置２２２、外部同期回路２２４、カウンタ２２６、制御回路２２８、同期ＳＷ（スイッチ）２３０、基準／発信／受信用選択ＳＷ（スイッチ）２３２、ＲＳ２３２ＣＩＦ（インタフェース）２３４、外部電源ＩＦ（インタフェース）２３６、電源回路２３８、蓄電池２４０、及びＤＣコンバータ２４２を有する。

クロック装置２２２は、カウンタ２２６に一定周期のパルスを出力する。また、クロックの種類は必要とされる計測精度に応じて選択する。図４は、一般的なクロックとその安定性を示す図である。一般的に安定性が高いほど価格も高い。

外部同期回路２２４は、基準用同期装置１０７から時刻を示す基準同期信号を入力するための回路であり、制御回路２２８によりその動作を制御される。すなわち、この回路によって基準用同期装置１０７の基準同期信号を自身に保持することができ、これにより基準用同期装置１０７と発信用同期装置１０８の時刻を合わせることができる。また、回路自体は一般のＴＴＬＩＣで組めば、ナノ秒レベルでの反応となる。この応答速度を考慮すると１０ナノ秒程度の同期誤差が生じることとなるが、例えば図１に示したような音波探査への利用を想定した場合、土中での音速を１５００ｍ／秒とすると１０ナノ秒では０．０１５ミリメートルの距離誤差となり、トンネル接合などミリメートルレベルで精度管理する場合において支障はない。

カウンタ２２６は、クロック装置２２２から出力されるパルスを積算する。すなわち、カウンタ２２６が保持する基準同期信号は、クロック装置２２２からのパルスによって更新される。例えば、０．０１秒ごとに更新される場合には、カウンタ２２６とクロック装置２２２によって最小単位を０．０１秒とするタイマが構成されることになる。また、カウンタ２２６は基準同期信号を制御回路２２８に出力する。また、基準用同期装置１０７から出力される信号でその内容がリセットされる。

制御回路２２８は、発信用同期装置１０８の全体の動作を制御する。同期ＳＷ２３０の設定監視、基準／発信／受信用選択ＳＷ２３２の設定監視、ＲＳ２３２ＣＩＦ２３４を介した外部コンピュータとの通信、外部同期回路２２４の制御、カウンタ２２６のカウンタ値の読み取り、外部のＤＡコンバータ２０６などに変換タイミングとなるクロック信号や変換開始のトリガ信号の出力等を行う。

同期ＳＷ２３０は、発信用同期装置１０８が同期をとる際に使用するスイッチである。同期ＳＷ２３０を入れると制御回路２２８が認識して同期モードとなり、基準用同期装置１０７からの基準同期信号の入力が可能となる。

基準／発信／受信用選択ＳＷ２３２は、発信用同期装置１０８を発信側の同期装置として動作させるためのスイッチである。後述するように、受信用同期装置１０９及び基準用同期装置１０７も発信用同期装置１０８と同様の構成をとるため、これらを同一構成の装置で実現することも可能であるが、その場合、この基準／発信／受信用選択ＳＷ２３２によって装置を発信用同期装置１０８、受信用同期装置１０９及び基準用同期装置１０７のいずれとして動作させるかを選択する。このスイッチを制御回路２２８が認識して、装置の動作を決定する。

ＲＳ２３２ＣＩＦ２３４は、外部のコンピュータ等を接続するためのインタフェースである。

外部電源ＩＦ２３６、電源回路２３８、蓄電池２４０、及びＤＣコンバータ２４２は、外部からの電源供給を受けるとともに電源のバックアップを行うための機構である。特に、基準／発信／受信用選択ＳＷ２３２を切り換えることにより基準用同期装置１０７として動作する場合には、離れて設置されている発信装置１０４と受信装置１０６との間で移動しなければならないため、電源のバックアップが必要となる。具体的には、外部のＡＣ電源等に接続された場合には、ＤＣコンバータ２４２を通じて発信用同期装置１０８内の各回路に電力を供給すると同時に、蓄電池２４０への充電を行う。また、外部のＡＣ電源等に接続されていない場合には、蓄電池２４０がＤＣコンバータ２４２を通じて各回路に電力供給されるように電源制御を行う。

次に、受信装置１０６の構成について説明する。

受信装置１０６は、図２に示すように、受信用素子２１４、ＡＭＰ（アンプ）２１６、ＡＤコンバータ２１８、及び受信用ＰＣ（コンピュータ）２２０を有する。

受信用素子２１４は、発信装置１０４の出力用素子２１０から出力された音波を受信してＡＭＰ２１６にアナログ信号として出力する。

ＡＭＰ２１６は、受信用素子２１４から出力されたアナログ信号を増幅してＡＤコンバータ２１８に出力する。

ＡＤコンバータ２１８は、ＡＭＰ２１６からの出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して受信用ＰＣ２２０に出力する。また、制御回路２２８から変換タイミングとなるクロック信号や変換開始のトリガ信号を受け取る。

受信用ＰＣ２２０は、弾性波の受信時に受信用同期装置１０９のカウンタ２２６で保持されている基準同期信号に基づいて発信装置１０４と受信装置１０６との距離を算出する。算出方法としては様々な方法がありうるが、例えば、弾性波受信時に受信用同期装置１０９のカウンタ２２６で保持されている基準同期信号が示す時刻と弾性波発信時の時刻との時間差、及び弾性波の伝搬速度とを乗算することによって距離を算出することができる。また、この場合、弾性波発信時の時刻は、例えば、発信用同期装置１０８のカウンタ２２６で保持されている基準同期信号を弾性波に乗せて受信装置１０６に送信する場合や、あらかじめ発信予定時刻のデータとして受信用ＰＣ２２０のメモリ等に記憶しておく場合等が想定される。

また、受信用同期装置１０９の構成は発信用同期装置１０８の構成と同様である。つまり、発信用同期装置１０８と受信用同期装置１０９は、同一構成の装置で実現することが可能である。なお、受信用同期装置１０９は、基準／発信／受信用選択ＳＷ２３２の切り換えにより、受信側の同期装置として動作するようになっている。

次に、基準用同期装置１０７の構成について説明する。図３は、基準用同期装置１０７の構成を示す図である。なお、基準用同期装置１０７は、基準／発信／受信用選択ＳＷ２３２の切り換えにより、基準用の同期装置として動作するようになっている。

ここで、基準用同期装置１０７の構成は、クロック装置３０２以外については発信用同期装置１０８や受信用同期装置１０９の構成と同様である。

クロック装置３０２の機能は、発信用同期装置１０８のクロック装置２２２の機能と同様であり、クロック装置３０２の精度と、発信用同期装置１０８及び受信用同期装置１０９のクロック装置２２２の精度は同じである。ただし、クロック装置３０２の精度は、発信装置１０４から受信装置１０６への弾性波の到達時間に応じて必要とされる精度以上であってもよい。これにより、発信装置１０４から受信装置１０６への弾性波の到達時間に応じて、発信装置１０４及び受信装置１０６を必要な精度により同期させることができる。

また、基準用同期装置１０７においてカウンタ２２６は、外部の発信用同期装置１０８又は受信用同期装置１０９に対して基準同期信号を出力する機能を有する。

次に、図５ないし図７を用いて、本実施の形態の同期方法について説明する。図５は、本実施の形態の同期方法を示すフローチャートである。図６は、基準用同期装置１０７と発信用同期装置１０８の時刻を合わせる方法を示す図である。図７は、基準用同期装置１０７と受信用同期装置１０９の時刻を合わせる方法を示す図である。

最初に、立坑１０２ａにおいて、図６に示すように、基準用同期装置１０７を発信用同期装置１０８に接続する（ステップＳ５０２）。

次に、基準用同期装置１０７のカウンタ２２６より、基準同期信号を発信用同期装置１０８に送信する（ステップＳ５０４）。

次に、発信用同期装置１０８では、同期ＳＷ２３０を入れることで外部同期回路２２４が動作し、受信した基準同期信号が入力されて保持される。（ステップＳ５０６）。

以上のステップＳ５０２ないしステップＳ５０６の動作により、基準用同期装置１０７と発信用同期装置１０８にて保持している時刻が一致することになる。

次に、基準用同期装置１０７と発信用同期装置１０８との接続を解除する（ステップＳ５０７）。

次に、基準用同期装置１０７を立坑１０２ｂに移動する（ステップＳ５０８）。

次に、立坑１０２ｂにおいて、図７に示すように、基準用同期装置１０７を受信用同期装置１０９に接続する（ステップＳ５０９）。

次に、基準用同期装置１０７のカウンタ２２６により、基準同期信号を受信用同期装置１０９に送信する（ステップＳ５１０）。

次に、受信用同期装置１０９では、同期ＳＷ２３０を入れることで外部同期回路２２４が動作し、受信した基準同期信号が入力されて保持される。（ステップＳ５１２）。

以上のステップＳ５０８ないしステップＳ５１２の動作により、基準用同期装置１０７と受信用同期装置１０９にて保持している時刻が一致することになる。

以上のように、本実施の形態では、立坑１０２ａにおいて基準用同期装置１０７を発信用同期装置１０８に接続して基準同期信号を保持させた後、立坑１０２ｂにおいて基準用同期装置１０７を受信用同期装置１０９に接続して基準同期信号を保持させることにより発信用同期装置１０８と受信用同期装置１０９の同期をとるため、発信用同期装置１０８と受信用同期装置１０９を精度よく且つ簡単に同期させることができる。

また、発信用同期装置１０８及び受信用同期装置１０９の間に光ケーブル等を敷設する必要がなく、基準用同期装置１０７は一般的な電子装置で構成できるため、コストを低減することができる。

また、本実施の形態においては、発信装置１０４及び受信装置１０６の同期をとるために、発信用同期装置１０８と受信用同期装置１０９を用いている。ここで、発信用同期装置１０８と受信用同期装置１０９を用いずに、発信装置１０４及び受信装置１０６に直接、基準用同期装置１０７を接続して発信装置１０４及び受信装置１０６との同期をとる方法も考えられるが、そのためには、発信装置１０４及び受信装置１０６の内部時計の精度が問題となり、既存の発信装置や受信装置は利用できない場合も考えられる。これに対して、本実施の形態のように、発信用同期装置１０８と受信用同期装置１０９を用いれば、発信装置や受信装置の内部時計の精度は特に問題とならず、発信装置と受信装置を高精度かつ低コストに同期させることが可能となる。

さらに、立坑１０２ａと立坑１０２ｂとの間の距離によって、基準用同期装置１０７の移動距離が決まるが、実際に音波探査等を行う場所によって、立坑同士間の距離は当然に異なってくる。そのため、仮に、発信装置１０４や受信装置１０６に直接、基準用同期装置１０７を接続することとなると、立坑同士間の距離として考えられる最大の距離を前提に、基準用同期装置１０７、発信装置１０４及び受信装置１０６の内部クロック等の精度を決定することとなり、発信装置１０４及び受信装置１０６は高精度かつ高価なものとなってしまう。これに対し、発信装置１０４及び受信装置１０６に、別装置である発信用同期装置１０８及び受信用同期装置１０９を接続する構成であれば、発信装置１０４及び受信装置１０６の内部時計の精度は問題とならず、音波探査等をする際の実際の立坑同士間の距離に応じた必要な精度に対応した各同期装置を準備すればよい。よって、これに必要なコストは必要最小限に抑えられる。

本実施の形態において、発信装置１０４、受信装置１０６、発信用同期装置１０８、受信用同期装置１０９、及び基準用同期装置１０７は、それぞれ発明１における、第一の制御対象装置、第二の制御対象装置、第一の同期装置、第二の同期装置、及び第三の同期装置、に対応する。また、基準同期信号は、発明１における同期基準情報に対応する。

〔他の実施の形態〕
なお、上記実施の形態において、発信用同期装置１０８にて時刻の設定を行い、その後、受信用同期装置１０９にて時刻の設定を行う場合を示したが、先に受信用同期装置１０９にて時刻の設定を行い、その後、発信用同期装置１０８にて時刻の設定を行ってもよい。

また、上記実施の形態においては、基準用同期装置１０７の基準同期信号の精度と、発信用同期装置１０８及び受信用同期装置１０９の基準同期信号の精度は同じであるが、基準用同期装置１０７の基準同期信号の精度を、発信装置１０４から受信装置１０６への弾性波の到達時間、及び基準用同期装置１０７を発信用同期装置１０８に接続して時刻同期させてから受信用同期装置１０９に接続して時刻同期させるまでに要する時間に応じて必要とされる精度以上としてもよい。これにより、発信装置１０４から受信装置１０６への弾性波の到達時間、及び基準用同期装置１０７の二つの坑内間の移動に要する時間に応じて、発信用同期装置１０８及び受信用同期装置１０９を必要な精度で同期させることができる。

また、上記実施の形態において、基準用同期装置１０７のクロック装置３０２は、ルビジウム等の原子時計を利用してもよい。これにより、自身の基準同期信号を高精度に保つことができるため、発信用同期装置１０８及び受信用同期装置１０９の基準同期信号も高精度に保たれることになる。

また、上記実施の形態においては、主に音波探査を行う場合を前提としているが、本発明に係る同期方法は音波探査以外にも時刻等の同期が必要な分野に広く利用できる。

さらに、発明１における第二の同期装置と第三の同期装置は一の同期装置で兼用するようになっていてもよい。すなわち、図１に示す基準用同期装置１０７を発信用同期装置１０８に接続して双方の装置のクロックを同期させた後、両者の接続を解除し、発信用同期装置１０８を立坑１０２ｂに移動させて、発信用同期装置１０８を受信用同期装置１０９に接続して双方の装置のクロックを同期させた後、両者の接続を解除し、発信用同期装置１０８を立坑１０２ａに移動させて発信装置１０４に接続することで、発信装置１０４と受信装置１０６との同期をとるようになっていてもよい。この場合、受信装置１０６、受信用同期装置１０９が、それぞれ発明１における第一の制御対象装置、第一の同期装置、に対応し、発信装置１０４、発信用同期装置１０８が、それぞれ発明１における第二の制御対象装置、第二の同期装置及び第三の同期装置、に対応する。つまり、発信用同期装置１０８が第二の同期装置及び第三の同期装置として機能することになる。

同期方法の概要を示す図である。発信装置１０４、発信用同期装置１０８、受信装置１０６、及び受信用同期装置１０９の構成を示すブロック図である。基準用同期装置１０７の構成を示すブロック図である。一般的なクロックの種類と各クロックの安定性を示す図である。同期方法を示すフローチャートである。基準用同期装置１０７と発信用同期装置１０８の時刻を合わせる方法を示す図である。基準用同期装置１０７と受信用同期装置１０９の時刻を合わせる方法を示す図である。従来の校正方法における時刻精度を示す図である。

符号の説明

１０２ａ・・・立坑、１０２ｂ・・・立坑、１０４・・・発信装置、１０６・・・受信装置、１０７・・・基準用同期装置、１０８・・・発信用同期装置、１０９・・・受信用同期装置、１１０・・・音波、２０４・・・発信用ＰＣ、２０６・・・ＤＡコンバータ、２０８・・・高出力ＡＭＰ、２１０・・・出力用素子、２１４・・・受信用素子、２１６・・・ＡＭＰ、２１８・・・ＡＤコンバータ、２２０・・・受信用ＰＣ、２２２・・・クロック装置、２２４・・・算出手段、２２６・・・カウンタ、２２８・・・制御回路、２３０・・・同期ＳＷ、２３２・・・基準／発信／受信用選択ＳＷ、２３４・・・ＲＳ２３２ＣＩＦ、２３６・・・外部電源ＩＦ、２３８・・・電源回路、２４０・・・蓄電池、２４２・・・ＤＣコンバータ、３０２・・・クロック装置

Claims

同期をとる基準となる同期基準情報を自身の内部に保持する第一乃至第三の同期装置を用い、前記第一の同期装置は、第一の制御対象装置に接続してその第一の制御対象装置の内部時計を自身の前記同期基準情報によって同期させる一方、前記第二の同期装置は、前記第一の制御対象装置と同期を取る必要がある第二の制御対象装置に接続してその第二の制御対象装置の内部時計を自身の前記同期基準情報によって同期させ、そして、
前記第三の同期装置を前記第一の同期装置に接続して、前記第三の同期装置の前記同期基準情報と、前記第一の同期装置の前記同期基準情報とを同期させた後に、前記接続を解除する、第一同期ステップと、
前記第三の同期装置を前記第二の同期装置に接続して、前記第三の同期装置の前記同期基準情報と、前記第二の同期装置の前記同期基準情報とを同期させる第二同期ステップと、
を有する同期方法。
前記第三の同期装置の前記同期基準情報は原子時計により保持されることを特徴とする請求項１に記載の同期方法。
前記原子時計はルビジウムを使用することを特徴とする請求項２に記載の同期方法。
前記第一の制御対象装置は、弾性波を発生する発信装置及び前記弾性波を受信する受信装置のいずれか一方の装置であり、
前記第二の制御対象装置は、前記発信装置及び前記受信装置の他方の装置であり、
前記発信装置と前記受信装置との距離を測定する前に、前記第一同期ステップと前記第二同期ステップとを実行することを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載の同期方法。
前記発信装置及び前記受信装置は、独立した二つの坑内にそれぞれ設置されていることを特徴とする請求項４に記載の同期方法。
前記第三の同期装置の前記同期基準情報の精度は、前記発信装置から前記受信装置への弾性波の到達時間に応じて必要とされる精度以上であることを特徴とする請求項４又は５に記載の同期方法。
前記第三の同期装置の前記同期基準情報の精度は、前記発信装置から前記受信装置への弾性波の到達時間、及び前記第一同期ステップの実行から前記第二同期ステップの実行までに要する時間に応じて必要とされる精度以上であることを特徴とする請求項４から６のいずれか一に記載の同期方法。
前記第一の同期装置、前記第二の同期装置、及び前記第三の同期装置は、同一構成の装置であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一に記載の同期方法。