JP2994570B2 - 地中探査レーダ - Google Patents
地中探査レーダInfo
- Publication number
- JP2994570B2 JP2994570B2 JP10459195A JP10459195A JP2994570B2 JP 2994570 B2 JP2994570 B2 JP 2994570B2 JP 10459195 A JP10459195 A JP 10459195A JP 10459195 A JP10459195 A JP 10459195A JP 2994570 B2 JP2994570 B2 JP 2994570B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- underground
- target
- radar
- reflected signal
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は地中探査レーダ、さらに
詳しくは地中の誘電率を推定する地中探査レーダに関す
る。
詳しくは地中の誘電率を推定する地中探査レーダに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えばシールド掘進機に地中探査レーダ
を備え、この地中探査レーダで前方の障害物を探査しな
がら、障害物を避けて掘進を行う場合がある。この場
合、従来の地中探査レーダでは、障害物を探査できても
その障害物までの正確な距離が得られない。すなわち電
磁波の進行速度は誘電率で大きく異なるが、土の種類や
含水率によって地中の誘電率が大きく異なるため、反射
波の遅延時間を測定してもその遅延時間から当該障害物
までの距離を正確に得ることができない。
を備え、この地中探査レーダで前方の障害物を探査しな
がら、障害物を避けて掘進を行う場合がある。この場
合、従来の地中探査レーダでは、障害物を探査できても
その障害物までの正確な距離が得られない。すなわち電
磁波の進行速度は誘電率で大きく異なるが、土の種類や
含水率によって地中の誘電率が大きく異なるため、反射
波の遅延時間を測定してもその遅延時間から当該障害物
までの距離を正確に得ることができない。
【０００３】従って従来では掘進を行う場所の土の種類
によって過去のデータから人間がその地中の誘電率を推
定し、地中探査レーダにそのパラメータを設定しておく
方法があるが、上述のように同じ種類の土でもその含水
率によって誘電率が大きく左右されるため、この方法は
正確さに欠ける。また、シールド掘進機で掘進を行うに
際して、予め地上からボーリングを行い、測定器を使っ
て誘電率を測定しておく方法もあるが、ボーリングによ
る測定は、ボーリング地点の誘電率であり、通常立体的
に拡がる掘進経路の誘電率を正確に把握することは困難
である。また、多数の地点をボーリングすることは作業
上や経済上での無駄が生じ現実的でなく、山岳部や水面
下の地中を掘進する場合にはボーリングが困難である。
従ってこのボーリングによる方法も障害物までの距離を
測定するための誘電率を得る方法としては適当でない。
によって過去のデータから人間がその地中の誘電率を推
定し、地中探査レーダにそのパラメータを設定しておく
方法があるが、上述のように同じ種類の土でもその含水
率によって誘電率が大きく左右されるため、この方法は
正確さに欠ける。また、シールド掘進機で掘進を行うに
際して、予め地上からボーリングを行い、測定器を使っ
て誘電率を測定しておく方法もあるが、ボーリングによ
る測定は、ボーリング地点の誘電率であり、通常立体的
に拡がる掘進経路の誘電率を正確に把握することは困難
である。また、多数の地点をボーリングすることは作業
上や経済上での無駄が生じ現実的でなく、山岳部や水面
下の地中を掘進する場合にはボーリングが困難である。
従ってこのボーリングによる方法も障害物までの距離を
測定するための誘電率を得る方法としては適当でない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の地
中探査レーダは、地中の誘電率を得る適当な手段を備え
ていないので、地中で前方の障害物を探査してもそこま
での距離を正確に測定できないという問題点があった。
中探査レーダは、地中の誘電率を得る適当な手段を備え
ていないので、地中で前方の障害物を探査してもそこま
での距離を正確に測定できないという問題点があった。
【０００５】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、従来の地中探査レーダに演算手段を
付加するだけで地中の誘電率を装置で推定でき、障害物
までの距離を正確に検出できる地中探査レーダを得るこ
とを目的としている。
されたものであり、従来の地中探査レーダに演算手段を
付加するだけで地中の誘電率を装置で推定でき、障害物
までの距離を正確に検出できる地中探査レーダを得るこ
とを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる地中探査
レーダは、目標からの反射信号を受信した場合、その方
向と反射信号の遅延時間ｔ1 を測定する手段、目標の方
向に装置を既知の距離Δｄ移動させ、再び当該目標に対
し電磁波を送受波してその反射信号の遅延時間ｔ2 を測
定する手段、光速を（Ｃ），誘電率を（εr ）とし、ε
r ＝｛〔Ｃ（ｔ1 −ｔ2 ）〕／２Δｄ｝2 の演算により
地中の誘電率を推定する手段を備えたことを特徴とす
る。
レーダは、目標からの反射信号を受信した場合、その方
向と反射信号の遅延時間ｔ1 を測定する手段、目標の方
向に装置を既知の距離Δｄ移動させ、再び当該目標に対
し電磁波を送受波してその反射信号の遅延時間ｔ2 を測
定する手段、光速を（Ｃ），誘電率を（εr ）とし、ε
r ＝｛〔Ｃ（ｔ1 −ｔ2 ）〕／２Δｄ｝2 の演算により
地中の誘電率を推定する手段を備えたことを特徴とす
る。
【０００７】また、推定された装置から目標までの地中
の誘電率（εr ）と反射信号の遅延時間とにより装置か
ら当該目標までの距離を算出する手段を備えたことを特
徴とする。
の誘電率（εr ）と反射信号の遅延時間とにより装置か
ら当該目標までの距離を算出する手段を備えたことを特
徴とする。
【０００８】さらに、シールド掘進機に搭載し、この掘
進機の先端に電磁波を送受信するアンテナを設け、上記
掘進機のジャッキのストロークで上記距離Δｄを得る手
段を備えたことを特徴とする。
進機の先端に電磁波を送受信するアンテナを設け、上記
掘進機のジャッキのストロークで上記距離Δｄを得る手
段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は、本発明の動作原理を説明するための図であ
り、図において、１０はレーダアンテナから送信される
送信信号、１１は目標で反射されレーダアンテナで受信
される反射信号、１２は距離Δｄだけ進んだ位置におけ
る反射信号である。図１（Ａ）に示すように、地中のあ
る位置で地中探査レーダが障害物（目標）からの反射信
号１１を受信した場合、送信信号が送信されてから反射
信号が受信されるまでの間の時間ｔ1 を計測すると共
に、反射信号のレベルが最大になる方向が検索され、そ
の障害物が存在する方向が探査される。
る。図１は、本発明の動作原理を説明するための図であ
り、図において、１０はレーダアンテナから送信される
送信信号、１１は目標で反射されレーダアンテナで受信
される反射信号、１２は距離Δｄだけ進んだ位置におけ
る反射信号である。図１（Ａ）に示すように、地中のあ
る位置で地中探査レーダが障害物（目標）からの反射信
号１１を受信した場合、送信信号が送信されてから反射
信号が受信されるまでの間の時間ｔ1 を計測すると共
に、反射信号のレベルが最大になる方向が検索され、そ
の障害物が存在する方向が探査される。
【００１０】次に、装置を障害物の存在する方向へ真っ
すぐ既知の距離Δｄだけ移動させ、再び障害物に向けて
電磁波を送受信し、図１（Ｂ）に示すように反射信号１
２を得、反射信号が受信されるまでの時間ｔ2 を計測す
る。障害物までの距離がΔｄだけ短くなった訳であるか
ら、ｔ1 ＞ｔ2 であり、またｔ1 −ｔ2 は電磁波が２Δ
ｄだけ進む時間となる。従って、光速（３×１０8 ｍ／
ｓ）をＣ、 地中の誘電率をεr とすると、Δｄ＝（１
／２）・（Ｃ／√εr ）・（ｔ1 −ｔ2 ）となり、下記
式（１）により誘電率εr の推定が行える。 εr ＝｛〔Ｃ（ｔ1 −ｔ2 ）〕／２Δｄ｝2 ・・・（１） また、地中の誘電率εr が推定できれば、障害物までの
距離Ｄは、Ｄ＝（１／２）・（Ｃ／√εr ）・（ｔ2 ）
により算出できる。
すぐ既知の距離Δｄだけ移動させ、再び障害物に向けて
電磁波を送受信し、図１（Ｂ）に示すように反射信号１
２を得、反射信号が受信されるまでの時間ｔ2 を計測す
る。障害物までの距離がΔｄだけ短くなった訳であるか
ら、ｔ1 ＞ｔ2 であり、またｔ1 −ｔ2 は電磁波が２Δ
ｄだけ進む時間となる。従って、光速（３×１０8 ｍ／
ｓ）をＣ、 地中の誘電率をεr とすると、Δｄ＝（１
／２）・（Ｃ／√εr ）・（ｔ1 −ｔ2 ）となり、下記
式（１）により誘電率εr の推定が行える。 εr ＝｛〔Ｃ（ｔ1 −ｔ2 ）〕／２Δｄ｝2 ・・・（１） また、地中の誘電率εr が推定できれば、障害物までの
距離Ｄは、Ｄ＝（１／２）・（Ｃ／√εr ）・（ｔ2 ）
により算出できる。
【００１１】図２は、本発明の地中探査レーダをシール
ド掘進機に搭載した実施例を示す図であり、図におい
て、２０は掘進機全体、２１は掘進先端部、２２は本体
部、２３はジャッキ、２４はレーダアンテナ、２５は信
号処理装置、２６はジャッキストローク検出装置であ
る。掘進機２０は掘進先端部２１で掘進を行いながらジ
ャッキ２３のストロークを伸ばして行き、所定距離伸び
た所で本体部２２を移動させて掘進先端部２１に本体部
２２を接近させ、この動作を繰り返し行い、地中を掘進
して行く。従って、掘進先端部にレーダアンテナ２４を
設け、ジャッキストロークをジャッキストローク検出装
置２６で検出し、ストロークが縮まった状態で図１
（Ａ）に示すｔ1 を測定し、ストロークが伸びた状態で
図２（Ｂ）に示すｔ2 を測定する装置とすることがで
き、このようにすれば従来の掘進機に備えられる地中探
査レーダに演算手段を設けるだけで実施できるようにな
る。
ド掘進機に搭載した実施例を示す図であり、図におい
て、２０は掘進機全体、２１は掘進先端部、２２は本体
部、２３はジャッキ、２４はレーダアンテナ、２５は信
号処理装置、２６はジャッキストローク検出装置であ
る。掘進機２０は掘進先端部２１で掘進を行いながらジ
ャッキ２３のストロークを伸ばして行き、所定距離伸び
た所で本体部２２を移動させて掘進先端部２１に本体部
２２を接近させ、この動作を繰り返し行い、地中を掘進
して行く。従って、掘進先端部にレーダアンテナ２４を
設け、ジャッキストロークをジャッキストローク検出装
置２６で検出し、ストロークが縮まった状態で図１
（Ａ）に示すｔ1 を測定し、ストロークが伸びた状態で
図２（Ｂ）に示すｔ2 を測定する装置とすることがで
き、このようにすれば従来の掘進機に備えられる地中探
査レーダに演算手段を設けるだけで実施できるようにな
る。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の地中探査レ
ーダは、従来の構成に演算手段を付加するだけで地中の
誘電率を装置で推定でき、障害物までの距離を正確に検
出できる装置が得られる。特に、シールド掘進機に取り
付ける地中探査レーダとして便利な装置が得られるとい
う効果がある。
ーダは、従来の構成に演算手段を付加するだけで地中の
誘電率を装置で推定でき、障害物までの距離を正確に検
出できる装置が得られる。特に、シールド掘進機に取り
付ける地中探査レーダとして便利な装置が得られるとい
う効果がある。
【図１】本発明の動作原理を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施例を示す図である。
２０ 掘進機全体 ２１ 掘進先端部 ２２ 本体部 ２３ ジャッキ ２４ レーダアンテナ ２５ 信号処理装置 ２６ ジャッキストローク検出装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−46684（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−49188（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−28586（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−296184（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−52949（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−155290（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−286983（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−138223（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−164391（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01V 3/12 E21D 9/06 301 G01S 13/88
Claims (3)
- 【請求項１】 地中で電磁波を送受波して目標からの反
射信号を受信して目標を探査する地中探査レーダにおい
て、 目標からの反射信号を受信した場合、その方向と反射信
号の遅延時間ｔ1 を測定する手段、 目標の方向に装置を既知の距離Δｄ移動させ、再び当該
目標に対し電磁波を送受波してその反射信号の遅延時間
ｔ2 を測定する手段、 光速を（Ｃ）とし、下記式（１）の演算を行い装置から
目標までの地中の誘電率（εr ）を推定する手段、 εr ＝｛〔Ｃ（ｔ1 −ｔ2 ）〕／２Δｄ｝2 ・・・（１） を備えたことを特徴とする地中探査レーダ。 - 【請求項２】 推定された装置から目標までの地中の誘
電率（εr ）と反射信号の遅延時間とにより装置から当
該目標までの距離を算出する手段、 を備えたことを特徴とする請求項第１項記載の地中探査
レーダ。 - 【請求項３】 シールド掘進機に搭載し、この掘進機の
先端に電磁波を送受信するアンテナを設け、上記掘進機
のジャッキのストロークで上記距離Δｄを得る手段、 を備えたことを特徴とする請求項第１項，第２項記載の
地中探査レーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10459195A JP2994570B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 地中探査レーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10459195A JP2994570B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 地中探査レーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08278372A JPH08278372A (ja) | 1996-10-22 |
| JP2994570B2 true JP2994570B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=14384683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10459195A Expired - Fee Related JP2994570B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 地中探査レーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2994570B2 (ja) |
-
1995
- 1995-04-06 JP JP10459195A patent/JP2994570B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08278372A (ja) | 1996-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5720354A (en) | Trenchless underground boring system with boring tool location | |
| US7034740B2 (en) | Method and apparatus for identifying buried objects using ground penetrating radar | |
| US7113124B2 (en) | Centerline and depth locating method for non-metallic buried utility lines | |
| US11681042B2 (en) | Sparse excitation method for 3-dimensional underground cable localization by fiber optic sensing | |
| US6816435B2 (en) | Method for estimating the position of a drill | |
| JP3376952B2 (ja) | 地雷探知装置および地雷探知方法 | |
| JP3400746B2 (ja) | トンネル切羽前方探査方法 | |
| JP2994570B2 (ja) | 地中探査レーダ | |
| JPH0361915B2 (ja) | ||
| KR101932883B1 (ko) | 지표투과레이더 자료의 C-scan 등고선, 반사반응과 회절반응을 이용한 공동 부피 산정 방법 | |
| JP2002106291A (ja) | 電磁波を用いた切羽前方地質予測方法 | |
| JP2515763B2 (ja) | 埋設物探査方法 | |
| JP3107350B2 (ja) | 地中探査装置 | |
| JP3038423B2 (ja) | 埋設物の探知方法 | |
| JP2002296347A (ja) | トンネル掘進機の地中探査レーダの探査距離測定方法及び測定装置 | |
| JPH05272291A (ja) | 物体の材質検出装置 | |
| JP2002296346A (ja) | トンネル掘進機の地中探査レーダの探査距離測定方法及び測定装置 | |
| JPH03289587A (ja) | 土の水平地層境界面位置の探査装置および探査方法 | |
| Greenfield et al. | Interpretation of cross-borehole radar signals propagating along a tunnel containing a wire | |
| JPH0549197B2 (ja) | ||
| JPH05142344A (ja) | 地中探査レーダ | |
| JPH06194457A (ja) | 掘削機械用の探査装置 | |
| JPH0772471B2 (ja) | シールド掘進機の最終掘進時位置測定方法 | |
| JPH03259785A (ja) | 地中探査方法および装置 | |
| JPH03259773A (ja) | 地中埋設物探査車両 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071022 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081022 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091022 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101022 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |