JP2816948B2 - 地すべり地表面移動量測定装置 - Google Patents

地すべり地表面移動量測定装置

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JP2816948B2
JP2816948B2 JP9517095A JP9517095A JP2816948B2 JP 2816948 B2 JP2816948 B2 JP 2816948B2 JP 9517095 A JP9517095 A JP 9517095A JP 9517095 A JP9517095 A JP 9517095A JP 2816948 B2 JP2816948 B2 JP 2816948B2
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文男 坂田
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株式会社レイディック
坂田電機株式会社
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  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、GPS(Grobal
Positioning System)からの電波
放送を利用した地すべり地表面移動量測定装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、地すべりによる地表面(地すべり
面)移動量を測定する場合、対象となる地表面の2点間
に杭を設置して熱膨張率の少ないインバー線を張り、2
点間の距離変動を測定するのが一般的であるが、地すべ
り面が広範囲に及ぶ場合の観測には光波距離計を用いて
測量を行っている。又、近年では人工衛星を用いた(G
PSによる)2点間の距離測定方式を適用することも検
討されている。GPSは地上2万kmの円軌道を回る電
波衛星から送信された電波放送を受信装置のアンテナで
受信することによってアンテナの位置を地球座標上で特
定するシステムであるが、現時点では24個の電波衛星
が約12時間の周期で地球を回って約1.2GHz,
1.6GHzの2波長で電波放送を行っている。
【0003】そこで、GPSを用いた地すべり地表面移
動量の測定では、GPSから送信される電波放送の搬送
波を利用する相対測位方式が一般的に用いられている。
この相対測位方式は、対象となる地表面の各々地点にG
PSアンテナ及びGPS受信機から成る複数の受信装置
を配置し、4個以上の電波衛星からの電波放送を各受信
装置で同時に受信し、情報処理装置で解析することで各
受信装置間における2点間の距離を相対的に求めるもの
である。
【0004】図3は、従来のGPSを用いた地すべり地
表面移動量測定装置の概略構成を示したものである。こ
の測定装置は、観測点PO に設置されてGPSからの電
波放送を受波するGPSアンテナ1a及びこれに接続さ
れたGPS受信機2aから成る第1の受信装置と、基準
点PR に設置されて電波放送を受波するGPSアンテナ
1b及びこれに接続されたGPS受信機2bから成る第
2の受信装置と、各GPS受信機2a,2bに接続され
た情報処理装置3とから成っている。
【0005】この測定装置では、GPSからの電波放送
を2時間程度受信して観測を行う。各GPSアンテナ1
a,1bで受波され、各GPS受信機2a,2bで受信
信号に変換された電波放送は、その記録された放送の内
容が情報処理装置3で解析される。情報処理装置3では
それぞれの受信信号に含まれる搬送波の位相解析を行
い、観測点PO に設置されたGPSアンテナ1aと基準
点PR に設置されたGPSアンテナ1bとの距離を求め
る。
【0006】即ち、ここでは斜面の地すべり該当箇所
(図中では地中下の地すべり境界面MB より地表面側と
なる地すべり面Mで規定される部分)に設置されたGP
Sアンテナ1a領域に地すべりが生じると、その設置箇
所がGPSアンテナ1b側へ移動するため、観測点PO
及び基準点PR の距離に変化が表われ、その変化分相当
で地すべり地表面の移動量を算出することができる。
【0007】一般に、GPSを用いた距離測定では、観
測基準となる位置(基準点)と測位対象となる位置(観
測点)との見通しの成否が無関係であるため、光波距離
計を用いた計量のように見通しの成立を必要条件とせず
に任意に2点間の距離を測定できるという利点がある。
又、光波距離計を用いた計量では気象の影響を受ける
が、GPSを用いた距離測定では非常に高所からの電波
放送を受信するものであるため、気象の影響を補正する
ことで測定を行うことが可能となっている。特に、地す
べり帯域では測定の基準となる不動点を観測地域の近く
に設置できない場合が多く、このために不動点と測定対
象点とは見通しが不能となって測定精度を維持すること
が困難であったが、GPSを用いた距離測定を適用する
と2点間の見通しを必要とせずに優れた成果を上げるこ
とができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したGPSを用い
た地すべり地表面移動量測定装置の場合、見通しの成否
や気象の影響に左右されること無く2点間の距離を測定
できるが、複数の異なる場所で測定を行う場合にはGP
Sアンテナ及びGPS受信機から成る受信装置をそれぞ
れ異なる場所に移動設置させることが必要となるため、
測定を簡易に行い得ないという欠点がある。又、地すべ
り地表面移動量の測定において同一地点を継続して観測
するときにはGPSアンテナの設置誤差が測定精度を確
保する上で重要な要素となっており、このGPSアンテ
ナの設置作業に困難を伴うという問題がある。
【0009】一方、各々異なる設置地点に複数の受信装
置を配置させて観測する場合、各々受信装置の受信機に
おける機械的誤差が観測精度を制限してしまう等,測定
装置における取扱いや使用上に規制がある等の問題もあ
る。特に、こうした場合に複数の受信装置を用いること
は、そのGPS受信機自体が高価であるため、測量に要
するコスト高を招くことにもなり、好ましくない。
【0010】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、複数の異なる場所
での測定を簡易にして高精度に行い得ると共に、使用上
で規制無く簡単に取扱い得る安価な地すべり地表面移動
量測定装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、観測点
に設置されてGPSからの電波放送を受波する第1のG
PSアンテナ,及び該第1のGPSアンテナに接続され
る第1のGPS受信機から成る第1の受信装置と、基準
点に設置されて電波放送を受波する第2のGPSアンテ
ナ,及び該第2のGPSアンテナに接続される第2のG
PS受信機から成る第2の受信装置と、第1のGPS受
信機及び第2のGPS受信機から送出される電波放送が
受波変換された受信信号に基づいて観測点及び基準点間
の相対的距離の変化を測定して該変化分相当で地すべり
地表面の移動量を算出する情報処理装置とから成ると共
に、該観測点が地すべり箇所に設けられる地すべり地表
面移動量の測定装置において、第1の受信装置及び第2
の受信装置のうちの少なくとも一方は、第1のGPSア
ンテナ又は第2のGPSアンテナを複数の異なる箇所に
設置可能なように複数有していると共に、該複数のGP
Sアンテナを切り換えるアンテナ切り換え器を有してい
る地すべり地表面移動量の測定装置が得られる。
【0012】この地すべり地表面移動量の測定装置にお
いて、情報処理装置が複数のGPSアンテナのうちの特
定のものを切り換え指定するため切り換え指定信号をア
ンテナ切り換え器へ伝送することは好ましい。
【0013】
【作用】本発明の地すべり地表面移動量測定装置では、
少なくとも受信装置の一つの構成をGPS受信機及び複
数のGPSアンテナを備え、且つ複数のGPSアンテナ
を切り換えるためのアンテナ切り換え器を備えるものと
することにより、その受信装置でGPS受信機の設置位
置を中心に各GPSアンテナのみを切り換え動作させて
それらの設置箇所を観測点の変更地点とみなし、他の受
信装置におけるGPSアンテナの設置箇所で基準点を設
定している。これにより、複数の異なる地点間における
地すべり地表面移動量の測定を1組のGPS受信機を使
用しただけの構成で行うことが可能となり、GPSアン
テナの設置誤差の問題や異なるGPS受信機を使用した
場合に生じたGPS受信機間の機械的誤差の問題が改善
される。
【0014】
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明の地すべり地表
面移動量測定装置について、図面を参照して詳細に説明
する。
【0015】図1は、本発明の一実施例に係る地すべり
地表面移動量測定装置の概略構成を示したものである。
この測定装置では、第1の受信装置がそれぞれGPSか
らの電波放送を受波すると共に,2つの異なる観測点P
O1,P02(但し、ここでは観測点P02のみが地すべり面
M上に位置されている)にそれぞれ設置された2つの第
1のGPSアンテナ1a1 ,1a2 と、これらの各GP
Sアンテナ1a1 ,1a2 を切り換えるアンテナ切り換
え器4と、各GPSアンテナ1a1 ,1a2 に接続され
た第1のGPS受信機2aとから成っており、第2の受
信装置は図3に示したように基準点PR に設置されたG
PSアンテナ1b及びこれに接続されたGPS受信機2
bから成っており、各GPS受信機2a,2bには情報
処理装置3aが接続されている。
【0016】このうち、情報処理装置3aは、各GPS
アンテナ1a1 ,1a2 のうちの何れか一方を切り換え
指定するための切り換え指定信号を第1のGPS受信機
2aを介してアンテナ切り換え器4へ伝送すると共に、
第1のGPS受信機2a及び第2のGPS受信機2bか
ら送出される電波放送が受波変換された受信信号に基づ
いて観測点PO1及び基準点PR 間,又は観測点P02及び
基準点PR 間のそれぞれの相対的距離の変化を切り換え
可能に測定してその変化分相当で地すべり地表面の移動
量を算出する。
【0017】この測定装置の場合、第1の受信装置にお
けるアンテナ切り換え器4に接続された各GPSアンテ
ナ1a1 ,1a2 を切り換え動作させてそれらの設置箇
所を変更地点とみなし、第2の受信装置における第2の
GPS受信機2bに接続されたGPSアンテナ1bの設
置箇所を基準点PR とした上、1組のGPS受信機2
a,2bを用いて複数の異なる地点間における地すべり
地表面移動量の測定を行うことができる。この測定装置
では、任意に設置された各GPSアンテナ1a1,1a
2 の切り換えを行うことによって、従来のようなGPS
アンテナの設置の繰り返しによる設置誤差が抑制される
上、異なるGPS受信機を使用した場合に生じたGPS
受信機間の機械的誤差が無くなる。
【0018】図2は、他の実施例に係る地すべり地表面
移動量測定装置の概略構成を示したものである。この測
定装置では、先の一実施例に係る測定装置に比べて第1
の受信装置の構成は変わりない(但し、アンテナ切り換
え器4の参照符号は4aとしている)が、ここでは第2
の受信装置の方もそれぞれGPSからの電波放送を受波
すると共に,2つの異なる基準点PR1,PR2に設置され
る2つの第2のGPSアンテナ1b1 ,1b2 と、これ
らの各GPSアンテナ1b1 ,1b2 を切り換えるアン
テナ切り換え器4bと、各GPSアンテナ1b1 ,1b
2 に接続された第2のGPS受信機2bとから成ってい
る。
【0019】ここでの情報処理装置3bは、各GPSア
ンテナ1a1 ,1a2 のうちの何れか一方を切り換え指
定するための切り換え指定信号を第1のGPS受信機2
aを介してアンテナ切り換え器4aへ伝送すると共に、
各GPSアンテナ1b1 ,1b2 のうちの何れか一方を
切り換え指定するための切り換え指定信号を第2のGP
S受信機2bを介してアンテナ切り換え器4bへ伝送す
る。又、情報処理装置3bは、第1のGPS受信機2a
及び第2のGPS受信機2bから送出される電波放送が
受波変換された受信信号に基づいて、観測点PO1及び基
準点PR1間,観測点P02及び基準点PR1間,観測点PO1
及び基準点PR2,観測点P02及び基準点PR2のそれぞれ
の相対的距離の変化を切り換え可能に測定してその変化
分相当で地すべり地表面移動量を算出する。
【0020】この測定装置の場合も、アンテナ切り換え
器4a,4bに接続された各GPSアンテナ1a1 ,1
2 や各GPSアンテナ1b1 ,1b2 を切り換え動作
させてそれらの設置箇所を観測点や基準点の変更地点と
みなし、アンテナ切り換え器4bに接続された各GPS
アンテナ1b1 ,1b2 の何れかの設置箇所である基準
点PR1,PR2を設定した上、1組のGPS受信機2a,
2bを用いて複数の異なる地点間における地すべり地表
面移動量の測定を行うことができる。この測定装置によ
っても、任意に設置された各GPSアンテナ1a1 ,1
2 及び各GPSアンテナ1b1 ,1b2 の切り換えを
行うことによって、上述した先の一実施例の場合と同様
に設置誤差を抑制でき、機械的誤差を排除できる。
【0021】尚、上述した各実施例の測定装置では、受
信装置の何れかが2台のGPSアンテナとそれらを切り
換えるためのアンテナ切り換え器とを有するものとした
が、GPSアンテナの数は3台以上であっても良い。
【0022】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の地すべ
り地表面移動量測定装置によれば、GPSアンテナ及び
GPS受信機から成る受信装置の何れかで複数のGPS
アンテナを切り換えてGPSからの放送電波を受波させ
ること,即ち、一方の受信装置におけるGPS受信機の
設置位置を中心に各GPSアンテナのみを切り換え動作
させてそれらの設置箇所を観測点の変更地点とみなし、
他方の受信装置におけるGPSアンテナの設置箇所であ
る基準点を設定することにより、1組のGPS受信機を
用いて複数の異なる地点間における地すべり地表面移動
量の測定を適確に行うことができるようになる。この結
果、従来のようにGPSアンテナの設置誤差の問題や異
なるGPS受信機を使用した場合に生じたGPS受信機
間の機械的誤差の問題が顕著に改善される他、GPSを
用いた場合の本来の利点(従来の光波距離計等を用いた
場合のように見通しの条件や気象上の条件での制約が無
い)を活用した上で複数の異なる場所での広範囲な地す
べり地表面移動量の測定を簡易にして高精度に,しかも
少ない費用で行い得ると共に、使用上での規制が緩和さ
れて簡単に取扱い得る安価なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る地すべり地表面移動量
測定装置の概略構成を示したものである。
【図2】本発明の他の実施例に係る地すべり地表面移動
量測定装置の概略構成を示したものである。
【図3】従来の地すべり地表面移動量測定装置の概略構
成を示したものである。
【符号の説明】
1a,1b,1a1 ,1b1 ,1a2 ,1b2 GPS
アンテナ 2a,2b GPS受信機 3,3a,3b 情報処理装置 4,4a,4b アンテナ切り換え器 M 地すべり面 MB 地すべり境界面 PO ,PO1,PO2 観測点 PR ,PR1,PR2 基準点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01D 21/00 E02D 1/00 G01C 15/00 G01S 5/14 G01V 3/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 観測点に設置されてGPSからの電波放
    送を受波する第1のGPSアンテナ,及び該第1のGP
    Sアンテナに接続される第1のGPS受信機から成る第
    1の受信装置と、基準点に設置されて前記電波放送を受
    波する第2のGPSアンテナ,及び該第2のGPSアン
    テナに接続される第2のGPS受信機から成る第2の受
    信装置と、前記第1のGPS受信機及び前記第2のGP
    S受信機から送出される前記電波放送が受波変換された
    受信信号に基づいて前記観測点及び前記基準点間の相対
    的距離の変化を測定して該変化分相当で地すべり地表面
    移動量を算出する情報処理装置とから成ると共に、該観
    測点が地すべり箇所に設けられる地すべり地表面移動量
    測定装置において、前記第1の受信装置及び前記第2の
    受信装置のうちの少なくとも一方は、前記第1のGPS
    アンテナ又は前記第2のGPSアンテナを複数の異なる
    箇所に設置可能なように複数有していると共に、該複数
    のGPSアンテナを切り換えるアンテナ切り換え器を有
    していることを特徴とする地すべり地表面移動量測定装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の地すべり地表面移動量測
    定装置において、前記情報処理装置は、前記複数のGP
    Sアンテナのうちの特定のものを切り換え指定するため
    切り換え指定信号を前記アンテナ切り換え器へ伝送する
    ことを特徴とする地すべり地表面移動量測定装置。
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