JP3403718B2 - Data recording device and method - Google Patents
Data recording device and methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、GPS(グロー
バル ポジショニング システム)受信機を用いて、絶対
時刻に正確に同期した現在時刻を発生する時刻発生装置
を利用した、データ記録装置及びデータ記録方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data recording device and a data recording method using a time generator for generating a current time accurately synchronized with an absolute time using a GPS (Global Positioning System) receiver. .
【0002】[0002]
【従来の技術】地震探査、火山探査等の地球物理探査で
は人工的地震源により地表に地震波を加え、この地震波
が地球の下方に進行し、種々の地下層の界面における弾
性インピーダンスの差により反射又は屈折させられる。
地表に沿ってかつ/又は地中穴に配置された地震計又は
受振器と呼ばれる検出器は、検出する地震波の反射及び
/又は屈折に応答してアナログの電気地震信号を発生
し、このアナログ電気地震信号をサンプリングしてデジ
タル化し記録する。次に記録された地震データは、地下
層の性質及び構造を決定するために引き続いて処理及び
分析される。2. Description of the Related Art In geophysical exploration such as seismic and volcanic exploration, an artificial seismic source adds a seismic wave to the surface of the earth, and this seismic wave travels below the earth and is reflected by the difference in elastic impedance at the interfaces of various underground layers. Or it is refracted.
A detector, called a seismograph or geophone, placed along the surface of the earth and / or in a hole in the ground, produces an analog electrical seismic signal in response to the reflection and / or refraction of the seismic wave to be detected, The seismic signal is sampled, digitized and recorded. The recorded seismic data is subsequently processed and analyzed to determine the nature and structure of the subterranean formation.
【0003】種々の携帯型の地震探査システムが知られ
ている。第1のタイプの携帯型地震探査システムは、ケ
ーブル無し地震記録システムを使用しており、この記録
システムは地震計又は受振器が発生した地震信号をデジ
タル的に記録し、これを行うのに多導体ケーブル、若し
くは地震データを中央の記録地点に送信するための無線
又は有線の遠隔測定法の如き別の手段を必要としない。
第2のタイプの携帯型地震探査システムは、各種の遠隔
測定システムを用いており、これら遠隔測定法システム
は獲得した地震データを無線通信リンク若しくはファイ
バ光学ケーブルによって中央の記録地点に中継するよう
になっている。Various portable seismic survey systems are known. The first type of portable seismic survey system uses a cableless seismic recording system that digitally records seismic signals generated by seismographs or geophones and is often used to do this. It does not require conductor cables or other means such as wireless or wired telemetry to transmit seismic data to a central recording point.
The second type of portable seismic survey system employs various telemetry systems, which are used to relay acquired seismic data to a central recording point via a wireless communication link or fiber optic cable. Has become.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかして地震火山探査
システムにおいて、火山体の地中でマグマがどこにあ
り、どの様に移動しているのかが観測できると、的確に
噴火等を予知することができるが、山岳地形の火山体等
をケーブルで面的に中継する作業には膨大な作業及び危
険ないし費用が伴ない、上述の第2のタイプの携帯型地
震探査システムは現実的でない。また、無線通信リンク
を用いて観測するシステムもあるが、無線通信リンク装
置は装置全体が大きく重量が重く消費電力も大きいの
で、一般には車両等により運搬、設置されるようになっ
ている。しかしながら観測地域は谷、川等の地形的障害
により必ずしも車両等で360°の全方向からアクセス
できず、人手により観測機材を運搬設置する第1のタイ
プの携帯型地震/火山探査システムが適応性、費用等の
面で一般に優れている。However, in the seismic-volcanic exploration system, if it is possible to observe where magma is located and how it is moving in the ground of a volcanic body, it is possible to accurately predict an eruption or the like. However, the work of relaying a volcanic body in a mountainous area on a surface with a cable entails enormous work, danger, and cost, and the above-mentioned second type portable seismic survey system is not realistic. There is also a system for observing using a wireless communication link, but since the entire wireless communication link device is large and heavy and consumes a large amount of power, it is generally carried and installed by a vehicle or the like. However, the observation area is not necessarily accessible from all directions of 360 ° by vehicles due to topographical obstacles such as valleys and rivers, and the first type of portable earthquake / volcano exploration system that manually transports and installs observation equipment is adaptable. Generally, it is excellent in terms of cost.
【0005】かかる第1のタイプの携帯型地震探査シス
テムの1つとして適応型地震グループ記録装置の一例が
特開昭62−162987号公報に記載されている。こ
の適応型地震計グループ記録装置では、RF送受信機に
よりオペレーティングプログラムをダウンロードした
り、地震信号の獲得、処理等を遠隔制御するようにして
いるが、複数の適応型地震計グループ記録装置を同時に
作動させようとすると、各適応型地震計グループ記録装
置は物理的距離がそれぞれ独立して設置されているた
め、簡単に精度良く時刻合わせをすることができないと
いう問題点があった。この時刻合わせの精度は、マグマ
や断層等の距離計測精度に直接影響し、例えば、放送局
の時報電波等を利用して時刻合わせを行うと、従来10
msec以内に精度を高めることは極めて難しく、地震波の
伝播速度を4〜6Km/秒とすると200〜400mの
計測誤差は避けられなかった。An example of an adaptive seismic group recording device as one of the first type portable seismic exploration systems is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-162987. In this adaptive seismograph group recording device, an RF transmitter / receiver downloads an operating program, and seismic signal acquisition and processing are remotely controlled. However, a plurality of adaptive seismometer group recording devices are operated simultaneously. However, since the physical distances of the adaptive seismograph group recording devices are set independently of each other, there is a problem that the time cannot be easily and accurately adjusted. The accuracy of this time adjustment directly affects the accuracy of distance measurement of magma and faults.
It is extremely difficult to improve the accuracy within msec, and if the propagation velocity of seismic waves is set to 4 to 6 km / sec, a measurement error of 200 to 400 m cannot be avoided.
【0006】かかる地球上の離れた各地点間において、
各観測位置を精度良く求めると共に世界共通の絶対時刻
を精度良く補正するシステムとしてGPSが知られてい
る。そして測位用GPS受信機を用いて、絶対時刻に同
期した現在時刻を発生する時刻発生装置が特開平5−6
0882号公報に記載されている。しかしながら、上述
の公報に記載の時刻発生装置では測位用GPS受信機を
24時間作動させ、1秒毎にGPS受信機から出力され
る同期用クロックパルスにより内部カウンタをリセット
しているので、車や事務所等電源供給に何の不自由もし
ない環境では利用できるが、山岳地帯や砂漠等の電源供
給の限られた環境ではGPS受信機の消費電力が約1.
5W前後と比較的大きいので、手軽に利用できないとい
う問題点があった。又、1秒毎にGPS受信機から出力
される同期用クロックパルスにより、内部カウンタを、
直接、リセットしているので、内部カウンタのリセット
の前後では、1秒間の間隔期間が保証されず、1秒間の
間隔精度の悪い、不安定な時刻発生装置であった。従っ
て、かかる不安定な時刻発生装置では、センサ・データ
を、同期をとって、連続的に、長期間、高精度に計測す
ることは、不可能であった。Between the remote points on the earth,
GPS is known as a system that accurately obtains each observation position and accurately corrects absolute time that is common throughout the world. Then, a time generating device for generating a current time synchronized with an absolute time by using a positioning GPS receiver is disclosed in JP-A-5-6.
No. 0882. However, in the time generation device described in the above publication, the positioning GPS receiver is operated for 24 hours and the internal counter is reset by the synchronization clock pulse output from the GPS receiver every second, so that It can be used in an environment where there is no inconvenience in power supply such as offices, but the power consumption of the GPS receiver is about 1.
Since it is relatively large at around 5 W, there was a problem that it could not be used easily. Also, the internal counter is set by the clock pulse for synchronization output from the GPS receiver every second.
Since it is reset directly, the interval period of 1 second is not guaranteed before and after the reset of the internal counter, and it is an unstable time generating device with poor accuracy of the interval of 1 second. Therefore, in such an unstable time generating device, it is impossible to measure the sensor data continuously in synchronization with each other for a long period of time with high accuracy.
【0007】この発明は上述のような問題点を解決する
ためになされたもので、この発明の目的は、GPS受信
機を利用して、絶対時刻に正確に同期した現在時刻を発
生する時刻発生装置を具え、内部カウンタのリセットの
時点でも、1秒間の間隔期間が保証され、非常に、1秒
間の間隔精度の良い時刻発生装置により、センサ・デー
タを、絶対時刻と同期させ、高精度に計測する、データ
記録装置及び方法を提供することにある。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to generate time by generating a current time accurately synchronized with absolute time by using a GPS receiver. Even if the internal counter is reset, an interval period of 1 second is guaranteed even at the time of resetting the internal counter, and a highly accurate time generating device with an interval of 1 second synchronizes the sensor data with the absolute time to achieve high accuracy. An object is to provide a data recording device and method for measuring.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は、少なくとも
1つのセンサからのセンサ信号を獲得し、記録するため
のデータ記録装置に関し、この発明の上記目的は、前記
データ記録装置が、イ)時刻発生装置、ロ)記憶手段、
ハ)記録パラメータの入力手段、及び、ニ)前記時刻発
生装置の絶対時刻に応答して、前記記録パラメータに従
って、前記センサ信号を獲得し記録する手段を具え、前
記時刻発生装置が、GPS受信信号から時刻データ及び
絶対時刻に同期したクロックパルスを抽出するGPS受
信機と、所定の周波数でパルス信号を発生するパルス発
生手段と、前記GPS受信機で得られる最新の時刻デー
タを基準時間として格納する記憶手段と、前記パルス発
生手段で得られるパルス信号をカウントするカウンタ
と、このカウンタのカウント値を前記パルス発生手段の
設定周波数で割り、その結果に前記記憶手段に格納され
た基準時間を加算して現在時刻を求める演算手段と、こ
の演算手段及び前記GPS受信機に結合され、前記GP
S受信機で得られるクロックパルスが、10μsec 〜1
msecの所定の期間内に入っていることを確認して前記カ
ウンタのリセット信号を生成するカウンタリセット信号
生成手段とを具え、前記時刻発生装置の絶対時刻精度
が、前記カウンタのリセットの時点でも、10μsec〜
1msecの期間内で同期させ、前記現在時刻が、リセット
の時点でも、所定の精度範囲内に収まるように時刻補正
をすると共に、前記センサ信号を、前記時刻発生装置の
絶対時刻と同期した現在時刻と共に獲得し、前記記憶手
段に記録することによって達成される。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a data recording device for acquiring and recording a sensor signal from at least one sensor. Generator, b) storage means,
C) means for inputting a recording parameter, and d) means for acquiring and recording the sensor signal according to the recording parameter in response to the absolute time of the time generating device, wherein the time generating device is a GPS reception signal. A GPS receiver for extracting time data and clock pulses synchronized with absolute time, pulse generation means for generating a pulse signal at a predetermined frequency, and latest time data obtained by the GPS receiver are stored as a reference time. Storage means, a counter for counting pulse signals obtained by the pulse generating means, a count value of this counter divided by a set frequency of the pulse generating means, and the reference time stored in the storage means is added to the result. Calculating means for obtaining the present time and the calculating means and the GPS receiver,
Clock pulse obtained by S receiver is 10 μsec-1
and a counter reset signal generating means for generating a reset signal of the counter by confirming that it is within a predetermined period of msec, and the absolute time accuracy of the time generation device, even at the time of resetting the counter, 10 μsec ~
The current time is synchronized within a period of 1 msec, the time is corrected so that the current time is within a predetermined accuracy range even at the time of resetting, and the sensor signal is synchronized with the absolute time of the time generator. It is achieved by acquiring with, and recording in the storage means.
【0009】また、この発明の上記目的は、GPS受信
信号から時刻データ及び絶対時刻に同期したクロックパ
ルスを抽出するGPS受信機と、所定の周波数でパルス
信号を発生するパルス発生手段と、前記GPS受信機で
得られる最新の時刻データを基準時間として順次格納更
新する記憶手段と、前記パルス発生手段で得られるパル
ス信号をカウントするカウンタと、このカウンタのカウ
ント値を前記パルス発生手段の設定周波数で割り、その
結果に前記記憶手段に格納された基準時間を加算して現
在時刻を求める演算手段と、この演算手段及び前記GP
S受信機に結合され、前記GPS受信機で得られるクロ
ックパルスが所定の期間内に入っていることを確認して
前記カウンタのリセット信号を生成するカウンタリセッ
ト信号生成手段と前記演算手段に結合され前記GPS受
信機の電源をオンオフ制御する電源制御手段とを具え、
前記カウンタで計測されるカウンタ値の絶対精度が所定
の精度範囲内となるように、前記GPS受信機及びカウ
ンタリセット信号生成手段に前記電源制御手段により間
欠的に電源を供給することによっても達成される。Another object of the present invention is to provide a GPS receiver for extracting time data and clock pulses synchronized with absolute time from a GPS received signal, pulse generating means for generating a pulse signal at a predetermined frequency, and the GPS. The storage means for sequentially storing and updating the latest time data obtained by the receiver as the reference time, the counter for counting the pulse signals obtained by the pulse generating means, and the count value of this counter at the set frequency of the pulse generating means. Dividing and adding the reference time stored in the storing means to the result to obtain the present time, and the calculating means and the GP.
A counter reset signal generating means, which is coupled to the S receiver, generates a reset signal of the counter after confirming that the clock pulse obtained by the GPS receiver is within a predetermined period, and is coupled to the computing means. A power source control means for controlling on / off of the power source of the GPS receiver,
It is also achieved by intermittently supplying power to the GPS receiver and the counter reset signal generation means by the power supply control means so that the absolute accuracy of the counter value measured by the counter falls within a predetermined accuracy range. It
【0010】この発明は、少なくとも1つのセンサから
のセンサ信号を獲得し、記録するためのデータ記録装置
を利用したデータ記録方法にも関し、この発明の上記目
的は、前記データ記録装置が、時刻発生装置、記憶手
段、記録パラメータの入力手段、及び、前記時刻発生装
置の絶対時刻に応答して、前記記録パラメータに従っ
て、前記センサ信号を獲得し記録する手段を具え、前記
時刻発生装置が、GPS受信信号から時刻データ及び絶
対時刻に同期したクロックパルスを抽出するGPS受信
機と、所定の周波数でパルス信号を発生するパルス発生
手段と、前記GPS受信機で得られる最新の時刻データ
を基準時間として格納する記憶手段と、前記パルス発生
手段で得られるパルス信号をカウントするカウンタと、
このカウンタのカウント値を前記パルス発生手段の設定
周波数で割り、その結果に前記記憶手段に格納された基
準時間を加算して現在時刻を求める演算手段と、この演
算手段及び前記GPS受信機に結合され、前記GPS受
信機で得られるクロックパルスが、10μsec 〜1msec
単位の所定の期間内に入っていることを確認して前記カ
ウンタのリセット信号を生成するカウンタリセット信号
生成手段とを具え、
イ)前記GPS受信機により、GPS受信信号から、絶
対時刻、及び、これに同期した同期クロックパルスを抽
出すると共に、前記絶対時刻を記憶するGPS受信工程
と、
ロ)前記発振器からのパルス信号を前記カウンタで計測
するパルス計測工程と、
ハ)前記GPS受信工程の同期クロックパルスと、前記
パルス計測工程のパルス信号とを、前記カウンタのリセ
ットの時点でも、10μsec〜1msecの期間内で同期さ
せ、前記現在時刻が、リセットの時点でも、10μsec
〜1msecの所定の期間内で、所定の精度範囲内に収まる
ように、前記絶対時刻で補正する現在時刻演算工程と、
ニ)前記データ記録装置に常駐したオペレーティングプ
ログラムが提供する前記記録パラメータのメニューから
1組の記録パラメータを選択して待機する工程と、
ホ)前記選択された1組の記録パラメータに従って、前
記少なくとも1つのセンサにより発生されるセンサ信号
を、前記絶対時刻で補正された現在時刻と共に獲得し、
前記記憶手段に記録する工程と、
ヘ)前記記憶手段に記録された前記センサ信号、及び、
絶対時刻で補正された前記現在時刻を、外部に転送する
工程とを含むことによって達成される。The present invention also relates to a data recording method using a data recording device for acquiring and recording a sensor signal from at least one sensor. The time generating device comprises a generator, a storage means, a recording parameter input means, and a means for acquiring and recording the sensor signal according to the recording parameter in response to the absolute time of the time generating device. A GPS receiver for extracting clock data synchronized with time data and absolute time from a received signal, pulse generation means for generating a pulse signal at a predetermined frequency, and latest time data obtained by the GPS receiver as a reference time. Storage means for storing, a counter for counting pulse signals obtained by the pulse generation means,
A calculation means for dividing the count value of this counter by the set frequency of the pulse generation means and adding the reference time stored in the storage means to the result to obtain the current time; and a combination of this calculation means and the GPS receiver. The clock pulse obtained by the GPS receiver is 10 μsec to 1 msec.
A counter reset signal generating means for generating a reset signal of the counter after confirming that it is within a predetermined period of unit, a) The GPS receiver detects absolute time from the GPS received signal, and A GPS receiving step of extracting a synchronous clock pulse synchronized with this and storing the absolute time, (b) a pulse measuring step of measuring a pulse signal from the oscillator by the counter, and (c) synchronization of the GPS receiving step. The clock pulse and the pulse signal of the pulse measuring step are synchronized even at the time of resetting the counter within a period of 10 μsec to 1 msec, and the current time is 10 μsec even at the time of reset.
A current time calculation step of correcting the absolute time so as to be within a predetermined accuracy range within a predetermined period of 1 msec, and d) a menu of the recording parameters provided by an operating program resident in the data recording device. Selecting a set of recording parameters from the above and waiting (e) according to the selected set of recording parameters, the sensor signal generated by the at least one sensor is corrected to the current time corrected by the absolute time. Earned with
Recording in the storage means, and f) the sensor signal recorded in the storage means, and
Transferring the current time corrected by the absolute time to the outside.
【0011】また、この発明の上記目的はGPS受信信
号から時刻データ及び絶対時刻に同期したクロックパル
スを抽出するGPS受信工程と、所定の周波数でパルス
信号を発生するパルス発生工程と、前記GPS受信工程
で得られる最新の時刻データを基準時間として順次格納
更新する基準時間格納工程と、前記パルス発生工程で生
成されるパルス信号をカウンタでカウントし、このカウ
ント値を前記パルス発生工程の設定周波数で割り、その
結果に前記基準時間格納工程で格納された基準時間を加
算して現在時刻を求める現在演算工程と、前記GPS受
信工程で得られるクロックパルスが所定の期間内に入っ
ていることを確認して前記カウンタのリセット信号を生
成するカウンタリセット信号生成工程と、前記カウンタ
で計測されるカウンタ値の絶対精度が所定の精度範囲内
となるように、間欠的に電源を供給して前記GPS受信
工程及びカウンタリセット信号生成工程を作動させるよ
うにした電源制御工程とを設けることによって達成され
る。Further, the above object of the present invention is to perform a GPS receiving step of extracting a clock pulse synchronized with time data and absolute time from a GPS receiving signal, a pulse generating step of generating a pulse signal at a predetermined frequency, and the GPS receiving. A reference time storing step of sequentially storing and updating the latest time data obtained in the step as a reference time and a pulse signal generated in the pulse generating step are counted by a counter, and the count value is set at the set frequency of the pulse generating step. Divide the result by adding the reference time stored in the reference time storing step to obtain the current time, and confirm that the clock pulse obtained in the GPS receiving step is within a predetermined period. And a counter reset signal generating step of generating a reset signal of the counter, and a counter measured by the counter. It is achieved by providing a power supply control step in which power is intermittently supplied to operate the GPS reception step and the counter reset signal generation step so that the absolute accuracy of the data value falls within a predetermined accuracy range. It
【0012】更にまた、この発明はセンサからのセンサ
出力信号を獲得し、処理し、記憶するための自律型デー
タ記録装置(Autonomous Data Recorder :ADRと略
す) にも関し、この発明の上記目的は、
イ)時刻発生装置、
ロ)第1固体メモリ、
ハ)前記ADRに設けられており、記録装置作動パラメ
ータのメニューを提供する複数のオペレーティングプロ
グラムを前記ADRの前記第1固体メモリに電子的にダ
ウンロードするための入力手段、
ニ)前記ADRに設けられており、前記時刻発生装置の
絶対時間に応答して、前記オペレーティングプログラム
が提供する記録装置作動パラメータの前記メニューから
記録装置作動パラメータの組を選択して前記センサ信号
を獲得し処理するようにするための処理手段、及び
ホ)前記処理手段からの獲得され処理されたセンサデー
タを記憶するための第2固体メモリとを具えた自律型デ
ータ記録装置によって達成される。Furthermore, the present invention also relates to an autonomous data recorder (abbreviated as ADR) for acquiring, processing and storing a sensor output signal from a sensor, and the above-mentioned object of the present invention. A) time generator, b) first solid-state memory, c) a plurality of operating programs provided in the ADR and providing a menu of recording device operating parameters are electronically stored in the first solid-state memory of the ADR. Input means for downloading, d) a set of recording device operating parameters provided in the ADR and responsive to the absolute time of the time generator from the menu of recording device operating parameters provided by the operating program. Processing means for selecting to obtain and process the sensor signal; and e) capture from the processing means. Is achieved by autonomous data recording apparatus and equipped with second solid state memory for storing sensor data is processed.
【0013】また、この発明は空間的に異なる地点に配
備された自律型データ記録装置によってセンサ信号を獲
得し、処理し、記憶し、統合処理するための物理探査方
法にも関し、この発明の上記目的は、
イ)GPS受信信号から絶対時刻を受信して絶対時刻精
度を管理すると共に、常駐したオペレーティングプログ
ラムが提供する記録装置作動パラメータのメニューから
1組の記録装置作動パラメータを選択して待機する工
程、
ロ)前記選択された1組の記録装置作動パラメータに従
って各自律型データ記録装置に電子的に結合された少な
くとも1つのセンサにより発生されるセンサ信号を絶対
時刻と共に獲得し処理する工程、
ハ)前記各自律型データ記録装置に記録されたセンサ信
号を統合処理装置に転送して、センサ信号の空間的特性
を解析する工程を設けることによっても達成される。The present invention also relates to a physical exploration method for acquiring, processing, storing, and integrally processing sensor signals by autonomous data recording devices provided at spatially different points. The purpose is to: a) receive absolute time from GPS reception signals, manage absolute time accuracy, and select one set of recording device operating parameters from the menu of recording device operating parameters provided by a resident operating program and wait. B) acquiring and processing a sensor signal generated by at least one sensor electronically coupled to each autonomous data recording device according to the selected set of recording device operating parameters with absolute time; C) The sensor signal recorded in each of the autonomous data recording devices is transferred to the integrated processing device so that the spatial characteristics of the sensor signal are Also achieved by providing a step of analyzing.
【0014】更にまた、この発明の上記目的は
イ)GPS受信信号から空間位置及び絶対時刻を受信し
て絶対時刻精度を管理すると共に、常駐したオペレーテ
ィングプログラムが提供する記録装置作動パラメータの
メニューから1組の記録装置作動パラメータを選択して
待機する工程、
ロ)前記選択された1組の記録装置作動パラメータに従
って各自律型データ記録装置に電子的に結合された少な
くとも1つのセンサにより発生されるセンサ信号を空間
位置及び絶対時刻と共に獲得し処理する工程、
ハ)前記各自律型データ記録装置に記録されたセンサ信
号を統合処理装置に転送して、センサ信号の空間・時間
特性を解析する工程から成る物理探査方法によっても達
成される。Further, the above-mentioned object of the present invention is: a) receiving a spatial position and an absolute time from a GPS reception signal to manage the absolute time accuracy, and selecting 1 from a menu of recording device operating parameters provided by a resident operating program. Selecting and waiting for a set of recording device operating parameters; b) a sensor generated by at least one sensor electronically coupled to each autonomous data recording device according to said selected set of recording device operating parameters. From the step of acquiring and processing the signal together with the spatial position and the absolute time, c) transferring the sensor signal recorded in each autonomous data recording device to the integrated processing device and analyzing the space-time characteristics of the sensor signal It is also achieved by
【0015】また、この発明は空間的に異なる地点に配
備された自律型データ記録装置によってセンセ信号を獲
得し、処理し、記憶し、統合処理するための物理探査シ
ステムにも関し、この発明の上記目的は、
イ)前記各自律型データ記録装置にオペレーティングプ
ログラムが提供する記録装置作動パラメータのメニュー
から1組の記録装置作動パラメータを選択して設定する
ためのパラメータ選択設定手段と、
ロ)前記選択された1組の記録装置作動パラメータに従
って電子的に結合された少なくとも1つのセンサにより
発生されるセンサ信号をGPS受信信号から獲得される
絶対時刻と共に獲得し処理し記憶する自律型データ記録
装置と、
ハ)前記各自律型データ記録装置に記録されたセンサ信
号を入力して、センサ信号の空間/時間的特性を解析す
る統合処理手段とを設けることによって達成される。The present invention also relates to a physical exploration system for acquiring, processing, storing, and integrally processing a sense signal by an autonomous data recording device installed at spatially different points, and relates to a physical exploration system of the present invention. The above-mentioned objects are: a) parameter selection setting means for selecting and setting a set of recording device operating parameters from a menu of recording device operating parameters provided by an operating program to each of the autonomous data recording devices; An autonomous data recorder for acquiring, processing and storing a sensor signal generated by at least one sensor electronically coupled according to a selected set of recorder operating parameters together with an absolute time obtained from a GPS received signal; C) The sensor signal recorded in each of the autonomous data recording devices is input, and the space / time of the sensor signal is input. It is achieved by providing an integrated processing means for analyzing the properties.
【0016】更にまた、この発明の上記目的は物理探査
に関心のある地域に配備された自律型データ記録装置に
よってセンサ信号を獲得し、処理し、記憶し、統合処理
するための物理探査システムにおいて、
イ)前記各自律型データ記録装置にオペレーティングプ
ログラムが提供する記録装置作動パラメータのメニュー
から1組の記録装置作動パラメータを選択して設定する
ためのパラメータ選択設定手段と、
ロ)前記選択された1組の記録装置作動パラメータに従
って電子的に結合された少なくとも1つのセンサにより
発生されるセンサ信号をGPS受信信号から獲得される
空間位置及び絶対時刻と共に獲得し処理し記憶する自律
型データ記録装置と、
ハ)前記各自律型データ記録装置に記録されたセンサ信
号を入力して、センサ信号の空間/時間的特性を解析す
る統合処理手段とを設けることによっても達成される。Further, the above object of the present invention is to provide a physical exploration system for acquiring, processing, storing, and integrally processing a sensor signal by an autonomous data recording device arranged in an area of physical exploration. A) parameter selection setting means for selecting and setting a set of recording device operating parameters from a menu of recording device operating parameters provided by the operating program to each of the autonomous data recording devices; and b) the selected An autonomous data recording device for acquiring, processing and storing sensor signals generated by at least one sensor electronically coupled according to a set of recording device operating parameters together with spatial position and absolute time acquired from GPS received signals; C) Input the sensor signal recorded in each of the autonomous data recording devices, Also achieved by providing an integrated processing means for analyzing during / temporal characteristics.
【0017】[0017]
【作用】この発明の時刻発生装置によれば、時刻補正時
以外はGPS受信機の電源供給を停止しているので、低
消費電力で絶対時刻補正が行える。従って、同一容量の
電池であればより長時間の地震データが記録できると共
に、携帯型データ記録装置の重量を著しく軽量化でき
る。また、GPS時刻較正システムを利用して時刻補正
するので、10μsec 〜1msec単位の時刻補正が可能と
なり、物理探査の計測精度を飛躍的に高めることができ
る。According to the time generating device of the present invention, since the power supply to the GPS receiver is stopped except when the time is corrected, the absolute time can be corrected with low power consumption. Therefore, if the batteries having the same capacity can record seismic data for a longer time, the weight of the portable data recording device can be significantly reduced. In addition, since the time is corrected by using the GPS time calibration system, the time can be corrected in units of 10 μsec to 1 msec, and the accuracy of physical exploration can be dramatically improved.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施例を説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0019】図1はこの発明の時刻発生装置のハードウ
ェア構成の一例を示すもので、GPSアンテナ2で受信
されたGPS信号はGPS受信機4に送られる。このG
PS受信機4は入力GPS信号から測位データを検出出
力すると共にその測位データ中に含まれている絶対時刻
に基づく時刻データTDだけを抽出することができ、更
に絶対時刻に同期したクロックパルス(以下、GPSパ
ルス)CPを再生出力する。これらの測位データ、時刻
データTD及びGPSパルスCPはマイクロプロセッサ
(以下、MPU)10等で構成された時刻補正部に送ら
れる。FIG. 1 shows an example of the hardware configuration of the time generating device of the present invention. The GPS signal received by the GPS antenna 2 is sent to the GPS receiver 4. This G
The PS receiver 4 can detect and output the positioning data from the input GPS signal, and can extract only the time data TD based on the absolute time included in the positioning data. , GPS pulse) CP is reproduced and output. The positioning data, the time data TD, and the GPS pulse CP are sent to the time correction unit including a microprocessor (hereinafter, MPU) 10 and the like.
【0020】この時刻補正部は、MPU10、発振器
6、カウンタ及びタイマモジュール8(カウンタ又はタ
イマが論理回路と共に一個又は複数個内蔵されてい
る。)、カウンタリセット手段12、記憶手段14及び
入出力制御部16で構成される。GPSパルスCPはM
PU10に送られると共に、リセット手段12を構成す
るアンドゲートの一方の端子にも入力され、他方の入力
端子はMPU10から出力される制御信号XGが接続さ
れるようになっている。またリセット手段12の出力R
STは計時用カウンタ8のリセット端子に接続され、ハ
ードウェアで直接計時用カウンタ8をリセットするよう
になっている。The time correction unit includes an MPU 10, an oscillator 6, a counter and a timer module 8 (one or more counters or timers are built in together with a logic circuit), a counter resetting unit 12, a storing unit 14 and an input / output control. It is composed of the unit 16. GPS pulse CP is M
The control signal XG is sent to the PU 10 and is also input to one terminal of the AND gate that constitutes the reset means 12, and the other input terminal is connected to the control signal XG output from the MPU 10. Further, the output R of the reset means 12
ST is connected to the reset terminal of the clock counter 8 and is designed to directly reset the clock counter 8 by hardware.
【0021】一方、発振器6は一定の周波数信号を発生
し、計時用タイマ8の発振源となるもので、その周波数
精度により後述の時刻校正処理精度が決定されるので、
できる限り精度の高いものが望ましく、例えば、温度補
償付水晶発振器が好適である。タイマ/カウンタモジュ
ール8は発振器6の出力信号をカウントするカウンタと
して動作すると共に、MPU10からの設定条件により
タイマとしても動作可能となっており、例えば、MPU
10の設定条件で1、2、5、10、20、50、10
0、200、500、1000、2000、5000ミ
リ秒の割込クロックを適当に選択して出力できるような
構成のものが好ましい。そして、計時用カウンタ8は発
振器6の出力信号をもとに設定された周波数のクロック
を計数してMPU10にパラレル出力すると共に、MP
U10が省電力モードで機能停止中は機能停止期間を計
測するタイマとして単独で作動するようになっている。On the other hand, the oscillator 6 generates a constant frequency signal and serves as an oscillation source of the timer 8 for clocking, and the accuracy of the frequency determines the accuracy of time calibration processing, which will be described later.
It is desirable that the precision is as high as possible, and for example, a crystal oscillator with temperature compensation is suitable. The timer / counter module 8 operates as a counter that counts the output signal of the oscillator 6, and can also operate as a timer according to the setting conditions from the MPU 10.
1, 2, 5, 10, 20, 50, 10 under 10 setting conditions
It is preferable that the interrupt clock of 0, 200, 500, 1000, 2000 and 5000 milliseconds can be appropriately selected and output. Then, the clock counter 8 counts a clock having a frequency set based on the output signal of the oscillator 6 and outputs the clock in parallel to the MPU 10, and
When the U10 is in the power saving mode and stops functioning, it independently operates as a timer for measuring the function stop period.
【0022】MPU10は、カウンタ8からのパルスカ
ウント値をパラレル入力し、GPSパルスCPを割込み
入力として図3に示す時刻校正処理ルーチンを起動して
基準時間を更新すると共に現在時刻を求める。この現在
時刻データは記憶手段14に格納されると共に、入出力
制御部16を介して外部に出力される。The MPU 10 inputs the pulse count value from the counter 8 in parallel, receives the GPS pulse CP as an interrupt input, and activates the time calibration processing routine shown in FIG. 3 to update the reference time and obtain the current time. This current time data is stored in the storage means 14 and is output to the outside via the input / output control unit 16.
【0023】このような構成において、図2のタイムチ
ャート及び図3のフローチャートを参照してその動作を
説明する。With such a structure, its operation will be described with reference to the time chart of FIG. 2 and the flowchart of FIG.
【0024】GPSシステムでは、図2(A)に示すよ
うに、GPS受信機4で得られるクロックパルスCPは
絶対時刻に同期させて再生されており、通常は1秒間隔
で再生出力されている。また、時刻データTDも正常な
状態では1秒毎に更新されるようになっている。しかし
ながら、GPSアンテナ2の上空に高い樹木があった
り、太陽の黒点活動により電離層の状態が急変したりす
ると、必ずしも毎回、確実にクロックパルスCPを1秒
間隔で再生できるとは限らない。In the GPS system, as shown in FIG. 2 (A), the clock pulse CP obtained by the GPS receiver 4 is reproduced in synchronization with the absolute time, and is usually reproduced and output at intervals of 1 second. . Further, the time data TD is also updated every second in a normal state. However, if there are tall trees in the sky above the GPS antenna 2 or if the state of the ionosphere changes suddenly due to sunspot activity, the clock pulse CP cannot always be reliably reproduced at 1 second intervals.
【0025】そこで、時刻補正部では、MPU10によ
り図3に示す処理を実行して時刻データTDを校正し、
基準時間及び現在時刻を求める。先ず、図2(A)の時
刻t1にGPS受信機4から出力されたクロックパルス
CPがMPU10に入力される(ステップS2)。する
と、MPU10では次に出力されるクロックパルスCP
をチェックするため、図2(B)に示すような期間t2
だけ経過後、期間t3だけ低レベルとなるようなソフト
ウェアモノマルチルーチンを起動させる(ステップS
8)と共に、図2(D)に示すタイミングでGPS受信
機4から出力される最新の時刻データTDを読込む(ス
テップS6)。Therefore, in the time correction unit, the MPU 10 executes the processing shown in FIG. 3 to calibrate the time data TD,
Calculate the reference time and the current time. First, at time t1 in FIG. 2A, the clock pulse CP output from the GPS receiver 4 is input to the MPU 10 (step S2). Then, the MPU 10 outputs the next clock pulse CP
To check the period t2 as shown in FIG.
After that, the software mono-multiroutine that becomes low level for the period t3 is started (step S
Along with 8), the latest time data TD output from the GPS receiver 4 is read at the timing shown in FIG. 2D (step S6).
【0026】しかして、図2(A)の例では、所定の期
間t3内に次のCPパルスが到達しなかったので(ステ
ップS8)、ステップS2に戻り、GPS受信機4から
出力されるCPパルスの入力待ちとなる。そして、図2
(A)の時刻t4において再びCPパルスが出力される
と、時期間t2だけ経過後、期間t3だけ低レベルとな
るようなソフトウェアモノマルチルーチンを再び起動さ
せる(ステップS8)と共に、図2(D)に示すタイミ
ングでGPS受信機4から出力される最新の時刻データ
TDをMPU10に読込む(ステップS6)。In the example of FIG. 2A, however, the next CP pulse has not arrived within the predetermined period t3 (step S8), so the process returns to step S2 and the CP output from the GPS receiver 4 is returned. Waiting for pulse input. And FIG.
When the CP pulse is output again at time t4 in (A), after the time period t2 has elapsed, the software mono-multiroutine that sets the low level for the period t3 is activated again (step S8), and at the same time, as shown in FIG. The latest time data TD output from the GPS receiver 4 is read into the MPU 10 at the timing shown in () (step S6).
【0027】次に、今回はチェック期間t3の期間内に
次のCPパルスがGPS受信機4から出力された(ステ
ップS8)ので、リセット手段12を介して計時用カウ
ンタ8だけがCPパルスの立下がりのタイミングでハー
ド的にリセットされると共に、ステップS6で読込んだ
時刻データを秒以下の時刻を切り捨てた時間に調整した
後、1秒を加えて基準時間として格納する(ステップS
10)。例えばステップS6で入力した時刻が0:0
1:02.03秒であった場合、基準時間は0:01:
03.00秒となる。Next, this time, since the next CP pulse is output from the GPS receiver 4 within the check period t3 (step S8), only the counter 8 for clocking rises the CP pulse via the reset means 12. The hardware is reset at the falling timing, and the time data read in step S6 is adjusted to a time in which the time less than or equal to the second is truncated, and then 1 second is added and stored as the reference time (step S).
10). For example, the time input in step S6 is 0: 0
When it is 1: 02.03 seconds, the reference time is 0:01:
It becomes 03.00 seconds.
【0028】かくして、基準時間の更新が終了すると、
センサ入力等他の処理があるか否かチェックし(ステッ
プS12)、無ければステップS2へ戻る。一方、他の
処理がある場合は、更新した基準時間(秒)及びカウン
タ8のカウント値(N)から次式を演算し、現在時刻
(秒)を求めた後、他の処理を実行する(ステップS1
4)。Thus, when the updating of the reference time is completed,
It is checked whether or not there is another process such as sensor input (step S12), and if there is no other process, the process returns to step S2. On the other hand, if there is other processing, the following equation is calculated from the updated reference time (second) and the count value (N) of the counter 8 to obtain the current time (second), and then the other processing is executed ( Step S1
4).
【0029】[0029]
【数1】現在時刻(秒)=基準時間(秒)+カウント値
(N)/タイマ周波数(Hz)
尚、タイマ周波数(Hz)はタイマ8の設定周波数であ
り、タイマ周波数を1000Hzとすると、分解能は1
ミリ秒となる。## EQU1 ## Current time (second) = reference time (second) + count value (N) / timer frequency (Hz) The timer frequency (Hz) is the set frequency of the timer 8, and if the timer frequency is 1000 Hz, Resolution is 1
It will be a millisecond.
【0030】従って、上記構成による時刻発生装置は、
GPS受信機4から出力されるCPパルス間隔をチェッ
クして計時用カウンタ/タイマをリセットすると共に、
チェック用CPパルスの到達時点でハードウェアカウン
タ及びソフトウェア絶対時刻を同時に更新するようにし
ているのでタイマサービス・ルーチンにより任意の時点
で現在時刻の読出しがあっても、絶対時刻に同期した現
在時刻を正確に回答できる。また、CPパルスから生成
されるリセットパルスRSTの間隔を、一定の周波数で
分解して基準時間に加算することにより現在時刻を求め
るようにしているので、絶対時刻に同期した精度の高い
現在時刻を得ることもできる。Therefore, the time generator having the above structure is
While checking the CP pulse interval output from the GPS receiver 4 and resetting the clock counter / timer,
Since the hardware counter and software absolute time are updated at the same time when the CP pulse for checking arrives, even if the current time is read at any time by the timer service routine, the current time synchronized with the absolute time will be accurate. Can be answered. Further, the current time is obtained by dividing the interval of the reset pulse RST generated from the CP pulse at a constant frequency and adding it to the reference time, so that the current time with high accuracy synchronized with the absolute time is obtained. You can also get it.
【0031】図1に対応させて示す図4はこの発明の時
刻発生装置の別の一実施例を示すものであり、それぞれ
同一の番号を付した装置は同一の機能を果たすと共に、
GPS受信機4及びデジタル回路20に電源供給手段4
2a及び42bを設け、不使用時にはMPU10に結合
された電源制御手段40を介して電池30の電源をON
−OFF制御して、電池30の消費電力低減を計ったも
のである。これは通常デジタル回路20及びMPU10
が40mA、発信器6及びカウンタモジュール8が2m
A程度の消費電力に対し、GPS受信機4が300mA
と非常に消費電力が大きいので(各装置の電源電圧は5
Vを想定しているが、電源電圧が3V前後に設定できれ
ば、一段と消費電力を節約できることは明らかであ
る。)、絶対時刻の同期調整が終了したら直ちにGPS
受信機4の電源をオフすると、電池の消耗を大幅に低減
でき、特に携帯型装置用時刻発生装置として有用であ
る。FIG. 4 corresponding to FIG. 1 shows another embodiment of the time generating device of the present invention. The devices with the same numbers respectively perform the same function,
Power supply means 4 for the GPS receiver 4 and the digital circuit 20
2a and 42b are provided, and when not in use, the power supply of the battery 30 is turned on via the power supply control means 40 coupled to the MPU 10.
The power consumption of the battery 30 is reduced by performing -OFF control. This is usually the digital circuit 20 and the MPU 10.
40 mA, transmitter 6 and counter module 8 2 m
GPS power of 300mA for power consumption of about A
Since the power consumption is very large (the power supply voltage of each device is 5
Although V is assumed, it is obvious that power consumption can be further saved if the power supply voltage can be set to about 3V. ), Immediately after the absolute time synchronous adjustment is completed, GPS
When the power of the receiver 4 is turned off, the consumption of the battery can be significantly reduced, and it is particularly useful as a time generator for portable devices.
【0032】図4の時刻発生装置の動作を図5のフロー
チャートを参照して説明すると、先ず、MPU10から
GPS受信機4に対し、別の手段で入手した大まかな現
在位置及び絶対時刻を入力し、図3と同様な処理を実行
して、正確な現在位置の測位データを入手すると共に、
GPS絶対時刻との同期をとる(ステップS20)。The operation of the time generator of FIG. 4 will be described with reference to the flow chart of FIG. 5. First, the MPU 10 inputs to the GPS receiver 4 the rough current position and absolute time obtained by another means. , To obtain accurate positioning data of the current position by performing the same processing as in FIG.
The GPS absolute time is synchronized (step S20).
【0033】そして、図2(B)に示す次のCPパルス
受信チェック期間t3内に、GPS受信機4からCPパ
ルスを入力したら、GPS時刻データ+1を基準時間と
して記憶手段14に更新・格納すると共に、直ちに電源
制御手段40にGPS受信機4の電源断指令PG1を出
力する(ステップS22)。更に、発振器6の周波数安
定精度(例えば、0.1ppm乃至10ppm)に応じ
て、次の電源投入時刻を計算し(例えば、0.1ppm
精度であれば150分後、また10ppm精度であれば
100秒であるか通常は1ppm精度で3〜6時間間隔
で電源投入すると十分である。)、タイマのMPU起動
用タイマ8へ次の電源投入割込発生時刻を設定し、電源
制御手段40を介して、デジタル回路20の電源もオフ
する(ステップS22)。その後、MPU10は省電力
モードへ移る(ステップS24)。この状態では発振器
6及びカウンタモジュール8のみが作動しているので、
消費電源は約2mAと1/150以下に節約できる。Then, when a CP pulse is input from the GPS receiver 4 within the next CP pulse reception check period t3 shown in FIG. 2B, the GPS time data +1 is updated / stored in the storage means 14 as the reference time. At the same time, the power off command PG1 for the GPS receiver 4 is immediately output to the power control means 40 (step S22). Further, the next power-on time is calculated according to the frequency stability accuracy of the oscillator 6 (for example, 0.1 ppm to 10 ppm) (for example, 0.1 ppm).
It is sufficient to turn on the power after 150 minutes if it is accurate, or for 100 seconds if it is 10 ppm accurate, or normally at an accuracy of 1 ppm at an interval of 3 to 6 hours. ), The next power-on interrupt occurrence time is set in the timer MPU starting timer 8, and the power supply of the digital circuit 20 is also turned off via the power supply control means 40 (step S22). After that, the MPU 10 shifts to the power saving mode (step S24). Since only the oscillator 6 and the counter module 8 are operating in this state,
The power consumption is about 2mA, which is less than 1/150.
【0034】かくして、上述の電源再投入時刻に至る
と、タイマ8からタイマ割込が発生し、MPU10に再
起動がかかる(ステップS26)。MPU10は再起動
されると、先ずデジタル回路20及びGPS受信機4の
電源を電源制御手段40を介して再投入する(ステップ
S28)。続いて、MPU10はGPS受信機4からの
CPパルス入力待ちとなり(ステップS30)、CPパ
ルスが到達すると、次のCPパルス到達迄の時間間隔を
チェックするためのソフトウェアモノマルチルーチンを
起動させると共に、GPS受信機4から時刻データTD
が出力された場合には(ステップS32)、このGPS
時刻データをMPU10へ読込む(ステップS34)。Thus, when the power is turned on again, a timer interrupt is generated from the timer 8 and the MPU 10 is restarted (step S26). When the MPU 10 is restarted, first, the power supplies of the digital circuit 20 and the GPS receiver 4 are turned on again via the power supply control means 40 (step S28). Subsequently, the MPU 10 waits for a CP pulse input from the GPS receiver 4 (step S30), and when the CP pulse arrives, activates a software mono-multi routine for checking the time interval until the arrival of the next CP pulse, and Time data TD from GPS receiver 4
If is output (step S32), this GPS
The time data is read into the MPU 10 (step S34).
【0035】かくして、所定のチェック期間t3内に次
のCPパルスが到達すると(ステップS36)、リセッ
ト手段12を介してハード的にカウンタモジュール8の
計時用カウンタがリセットされ、再びカウントが開始さ
れると共に、MPU10から電源制御手段40を介して
直ちにGPS受信機4の電源供給がカットされ、ステッ
プS34で読込んだGPS時刻データ+1が基準時間と
して記憶手段14に更新格納される(ステップS3
8)。Thus, when the next CP pulse arrives within the predetermined check period t3 (step S36), the time counter of the counter module 8 is reset by hardware via the reset means 12, and the counting is started again. At the same time, the power supply of the GPS receiver 4 is immediately cut off from the MPU 10 via the power supply control means 40, and the GPS time data +1 read in step S34 is updated and stored as the reference time in the storage means 14 (step S3).
8).
【0036】続いて、他の処理があるか否かチェックし
(ステップS40)、有る場合には、基準時間及びカウ
ンタ値から現在時刻を演算すると共にセンサ入力等他の
処理を実行する(ステップS42)。その後、ステップ
S22と同様に、次の電源投入時刻を演算してタイマ8
の再起動用タイマへ設定した後、デジタル回路20の電
源供給をカットし(ステップS44)、ステップS24
へ移り、MPU10の省電力モードへ移る。Then, it is checked whether or not there is another process (step S40). If there is another process, the current time is calculated from the reference time and the counter value, and other processes such as sensor input are executed (step S42). ). Then, as in step S22, the next power-on time is calculated and the timer 8
After setting the timer for restart of the digital circuit 20, the power supply to the digital circuit 20 is cut off (step S44), and the step S24 is performed.
Then, the MPU 10 shifts to the power saving mode.
【0037】以下、ステップS24乃至S44の処理を
繰り返す。かかる電源制御手段により、GPS絶対時間
に同期した絶対時刻を高精度で長時間、最小の消費電力
で維持することが可能となり、特に、電池容量に制限の
ある携帯型装置において有効な時刻発生方法である。
尚、上述のフローチャートにおいてステップS28のG
PS受信機への電源投入からステップS38のGPS受
信機電源断迄の期間は通常30秒乃至2分程度である。Thereafter, the processing of steps S24 to S44 is repeated. With such a power supply control means, it is possible to maintain the absolute time synchronized with the GPS absolute time with high accuracy for a long time and with the minimum power consumption, and in particular, the time generation method effective in a portable device having a limited battery capacity. Is.
In addition, in the above-mentioned flowchart, G of step S28
The period from the power-on of the PS receiver to the power-off of the GPS receiver in step S38 is usually about 30 seconds to 2 minutes.
【0038】次に、この時刻発生装置を地球物理探査へ
応用した例を述べる。図6は火山体の構造探査の一例で
あり、ダイナマイト100a,100b等により人工地
震を発生させ、この地震波を予め空間的に分散設置した
多数の観測点(200a〜200m)で記録し、後でこ
の記録データを収集解析してマグマや火山体の地下構造
を演算するものである。しかして、複雑な火山地帯の中
にできるだけ均一に観測点を設定するためには、機械の
運搬は人手に頼るしかなく、小型・軽量・低消費電力の
携帯型高精度記録装置を提供する必要がある。Next, an example in which this time generator is applied to geophysical exploration will be described. FIG. 6 is an example of a structure exploration of a volcanic body, in which an artificial earthquake is generated by dynamite 100a, 100b, etc., and the seismic waves are recorded at a large number of observation points (200a to 200m) spatially dispersed in advance, and later recorded. This recorded data is collected and analyzed to calculate the subsurface structure of magmas and volcanic bodies. In order to set observation points in a complicated volcanic area as uniformly as possible, it is necessary to rely on humans for transporting machines, and it is necessary to provide a portable high-precision recording device that is small, lightweight, and low in power consumption. There is.
【0039】図4に対応させて示す図7はかかる携帯用
自律型データ記憶装置200aの一例であり、それぞれ
同一の番号を付した装置は同一の機能を果たすと共に、
プリアンプ52a〜52m、低減フィルタ54a〜54
m、マルチプレクサ56及びAD変換手段58で構成さ
れたアナログ回路50がMPU10に結合され、その電
源は電源制御手段40から出力される制御信号PGkに
よりオンオフ制御されると共に、操作メニュー等が液晶
等で構成された表示手段20bに表示され入力手段70
を介して各種パラメータを選択/設定するようになって
いる。又プリアンプ52a〜52mの先には地震センサ
60a〜60cや温度センサ等が接続されるようになっ
ている。FIG. 7 shown in correspondence with FIG. 4 is an example of such a portable autonomous data storage device 200a, and devices with the same number respectively perform the same function and
Preamplifiers 52a to 52m, reduction filters 54a to 54
m, a multiplexer 56, and an analog circuit 50 composed of an AD conversion means 58 are coupled to the MPU 10, and its power source is controlled to be turned on / off by a control signal PGk output from the power source control means 40, and an operation menu or the like is formed by a liquid crystal or the like. Input means 70 displayed on the configured display means 20b
Various parameters are selected / set via the. Further, seismic sensors 60a to 60c, temperature sensors and the like are connected to the ends of the preamplifiers 52a to 52m.
【0040】このような構成においてその動作を図8乃
至図10を参照して説明すると、先ず、データ記録装置
200aにセンサ等の測定条件をダウンロードし又は表
示手段20bと入力手段70を操作して初期設定する
(図8のステップS60)。又、各観測地点に到着した
ならば、大まかな空間位置及び絶対時刻をダウンロード
データ又は入力手段70を介してMPU10に入力し、
これらデータをGPS受信機4に転送して、図3のフロ
ーチャートと同一の処理を実行し、正確な現在位置の測
位データをGPS受信機4から読出すと共に、GPSク
ロックパルスCPによりGPS絶対時刻との同期をとる
(ステップS60)。The operation of this structure will be described with reference to FIGS. 8 to 10. First, the measurement conditions such as the sensor are downloaded to the data recording device 200a or the display means 20b and the input means 70 are operated. Initial setting is performed (step S60 in FIG. 8). Further, when each observation point is reached, the rough spatial position and absolute time are input to the MPU 10 via the download data or the input means 70,
These data are transferred to the GPS receiver 4, the same processing as the flowchart of FIG. 3 is executed, the accurate positioning data of the current position is read from the GPS receiver 4, and the GPS absolute time is determined by the GPS clock pulse CP. Are synchronized (step S60).
【0041】かくして、初期設定が終了すると、MPU
10から電源制御手段40へGPS受信機4及びアナロ
グ回路50の電源断指令を出力し、その後タイマ8の再
起動用タイマへ時刻補正のための次の電源投入時刻を設
定して、デジタル回路20a及び20bの電源をカット
する(ステップS62)。Thus, when the initial setting is completed, the MPU
10 outputs a power-off command to the GPS receiver 4 and the analog circuit 50 to the power supply control means 40, and then sets the next power-on time for time correction to the timer for restarting the timer 8 to set the digital circuit 20a. And the power supplies of 20b are cut off (step S62).
【0042】その後、MPU10は省電力モードへ移り
(ステップS64)、この状態では、発振器6及びカウ
ンタモジュール8のみが作動しているので、消費電流は
大幅に節約できる。After that, the MPU 10 shifts to the power saving mode (step S64), and in this state, only the oscillator 6 and the counter module 8 are operating, so that the current consumption can be greatly saved.
【0043】しかして上述の電源再投入時刻に至ると、
タイマモジュール8からタイマ割込が発生し、MPU1
0に再起動がかかる(ステップS66)。MPU10は
再起動されると、先ず、再起動の要因が時刻補正のため
のものか、指定時刻でのセンサ計測のためのものか、他
の処理のためのものか判定する。そして、GPS時刻補
正のための再起動の場合には(ステップS68)、デジ
タル回路20a及びGPS受信機4の電源を投入して図
5のステップS28乃至S38と同様のGPS時刻補正
処理を行ない(ステップS70)、ステップS84へ移
る。However, when the power is turned on again,
A timer interrupt is generated from the timer module 8 and the MPU1
0 is restarted (step S66). When the MPU 10 is restarted, it is first determined whether the restart factor is for time correction, sensor measurement at a specified time, or another process. Then, in the case of restarting for GPS time correction (step S68), the digital circuit 20a and the GPS receiver 4 are turned on to perform the GPS time correction processing similar to steps S28 to S38 of FIG. 5 ( Step S70) and then to step S84.
【0044】また、指定時刻でのセンサ計測の場合には
(ステップS72)、先ずデジタル回路20a及びアナ
ログ回路50の電源を投入した後、プリアンプ、フィル
タ及びAD変換パラメータ等を記憶手段14から読出
し、所定のレジスタ等にそれぞれ設定する(ステップS
74)。その後、指定時刻迄カウンタ8を監視し(ステ
ップS76)、指定時刻となったなら、基準時間及びカ
ウンタ値から現在時刻を演算して記憶手段14に記憶す
ると共に、センサ60a〜60mの出力を順次切換え
て、AD変換手段58によりデジタル化し、記憶手段1
4に所定の回数だけを書込む。Further, in the case of the sensor measurement at the designated time (step S72), the digital circuit 20a and the analog circuit 50 are first turned on, and then the preamplifier, the filter, the AD conversion parameter and the like are read from the storage means 14, It is set in a predetermined register or the like (step S
74). After that, the counter 8 is monitored until the designated time (step S76). When the designated time comes, the current time is calculated from the reference time and the counter value and stored in the storage means 14, and the outputs of the sensors 60a to 60m are sequentially output. It is switched and digitized by the AD conversion means 58, and the storage means 1
Write 4 times only a predetermined number of times.
【0045】この様子を図9(A)乃至(F)及び図1
0を参照して更に詳しく説明すると、MPUI0は図9
(A)のように待機モードと記録モードとをそれぞれ切
替えて実行するようになっており、その間に発振器6の
精度が所定の精度より悪化する少し手前の時刻でGPS
受信機4に電源を再供給して絶対時刻精度が所定の精度
範囲内に必ず収まるように制御している(図9
(B))。しかして、待機モードでは、消費電力を低減
させるため、アナログ回路50、デジタル回路20a及
びMPU10の電源をカットすると共に、記録に必要な
時のみ各装置に電源を供給するように、電源制御手段4
0により各装置の電源をきめ細かくオンオフ制御するよ
うにしている。そして、記録iのサンプリングモードで
は、図9(C)の時点t30でMPU10を再起動さ
せ、デジタル回路20a及びアナログ回路50に電源を
供給すると共に、マルチプレクサ56をパラメータで指
定された順番で順次切換え、AD変換してセンサ出力6
0a〜60mを順次デジタル化するようになっている
(図9(D))。更に、測定開始指定時刻t32の手前
のプリトリガ開始時点t31から上述したAD変換デー
タを図10に示すようなフォーマットで記憶手段14に
書込むようになっている(図9(E)及び(F))。This state is shown in FIGS. 9A to 9F and FIG.
0, MPUI0 is shown in FIG.
As shown in (A), the standby mode and the recording mode are switched and executed, and during that time, the GPS is obtained at a time just before the accuracy of the oscillator 6 deteriorates below a predetermined accuracy.
The power is re-supplied to the receiver 4 so that the absolute time accuracy is controlled to fall within a predetermined accuracy range (Fig. 9).
(B)). In the standby mode, therefore, the power supply of the analog circuit 50, the digital circuit 20a and the MPU 10 is cut off in order to reduce the power consumption, and the power supply control means 4 is provided so that the power is supplied to each device only when it is necessary for recording.
By setting 0, the power of each device is finely controlled to be turned on and off. Then, in the sampling mode of the recording i, the MPU 10 is restarted at time t30 in FIG. 9C, power is supplied to the digital circuit 20a and the analog circuit 50, and the multiplexer 56 is sequentially switched in the order designated by the parameter. , AD conversion and sensor output 6
0a to 60m are sequentially digitized (FIG. 9 (D)). Further, the AD conversion data described above is written in the storage means 14 in a format as shown in FIG. 10 from the pre-trigger start time point t31 before the specified measurement start time point t32 (FIGS. 9E and 9F). ).
【0046】すなわち、記録i番目のデータとしては、
測定位置、測定時刻、プリアンプゲイン、フィルタ条
件、AD変換条件、プリトリガ期間(ウインドウ期
間)、外部増幅器ゲイン、温度/湿度及び各センサのA
D変換値等があり、記憶手段14としては、フラッシュ
メモリ又はバッテリ内蔵RAM等の電源のオンオフによ
り記憶内容が消えないメモリが望ましい。That is, as the record i-th data,
Measurement position, measurement time, preamplifier gain, filter condition, AD conversion condition, pretrigger period (window period), external amplifier gain, temperature / humidity and A of each sensor
There is a D conversion value and the like, and it is desirable that the storage means 14 is a memory such as a flash memory or a RAM with a built-in battery that does not lose its stored contents when the power is turned on and off.
【0047】かくして、指定時刻でのセンサ計測が終了
すると、アナログ回路50の電源をカットした後(ステ
ップS78)、ステップS84へ移る。When the sensor measurement at the designated time is completed, the analog circuit 50 is powered off (step S78) and then the process proceeds to step S84.
【0048】また、システムのダウンロード、記録デー
タの外部への転送、テストプログラムの実行、パラメー
タ設定等の他の処理を実行する場合には(ステップS8
0)、それぞれ必要な装置にのみ電源を供給し、各処理
を実行するようになっている(ステップS82)。When other processing such as system download, recording data transfer to the outside, test program execution, parameter setting, etc. is to be executed (step S8)
0), power is supplied only to the required devices to execute the respective processes (step S82).
【0049】更に、ステップS84では、次のGPS時
刻補正開始時刻と記録iの開始時刻とを比較し、どちら
か早い方の時刻をタイマ8の再起動用タイマに設定し
て、デジタル回路20aの電源をカットする(ステップ
S84)。Further, in step S84, the next GPS time correction start time is compared with the start time of the record i, and whichever is earlier is set in the restart timer of the timer 8 and the digital circuit 20a is restarted. The power is turned off (step S84).
【0050】尚、図11に示すようにGPSアンテナ2
の周囲に太陽電池パネル1を貼付けたアンテナを用意
し、GPSアンテナ2に太陽が当たる間は、太陽電池パ
ネル1によりバッテリ30を充電するようにすると、電
池寿命を更に延長することが可能である。As shown in FIG. 11, the GPS antenna 2
It is possible to further extend the battery life by preparing an antenna to which the solar cell panel 1 is attached around, and charging the battery 30 with the solar cell panel 1 while the GPS antenna 2 is exposed to the sun. .
【0051】一方、データ記録装置200aのプログラ
ミング構造を図12に基づいて説明すると、図示しない
パーソナルコンピュータ等で作成された操作オペレーテ
ィングプログラム500やダウンロード可能アルゴリズ
ム510等は入出力制御手段16を介してROM等に書
込まれたMPUオペレーティングプログラム410の制
御の基にバファメモリ420に一度読込まれ、フラッシ
ュメモリ等の所定のアドレスへ書込まれるようになって
いる。又各記録モードでサンプリングしたセンサ出力は
センサデータメモリ600へ順次書込まれるようになっ
ている。このようなプログラミング構造を採用すると、
操作メニューへのデータ設定やフィルタアルゴリズムを
ハードウェア構成を何も変更せずに容易に変更できて大
変便利である。On the other hand, the programming structure of the data recording device 200a will be described with reference to FIG. 12. The operation operating program 500 and the downloadable algorithm 510 created by a personal computer or the like (not shown) are stored in the ROM via the input / output control means 16. Under the control of the MPU operating program 410 written in the above, the buffer memory 420 is read once and written in a predetermined address such as a flash memory. The sensor output sampled in each recording mode is sequentially written in the sensor data memory 600. With such a programming structure,
This is very convenient because you can easily change the data settings to the operation menu and the filter algorithm without changing the hardware configuration.
【0052】又、上述のデータ記録装置を長大橋や超大
型タンカー或いは大きな建物に複数個分散設置して、絶
対時刻に同期した加速度センサ出力を記録すると、デー
タ収集のためのケーブル敷設作業が不要となり、構造設
計等の振動解析確認作業を容易に実施することができ
る。更に、南極/北極等で地磁気センサ出力を絶対時刻
と共に記録することにより、オーロラ現象の解析にも役
立てることができる。更に又、上述のデータ記録装置の
一方を地面に固定して振動計測し、他方のデータ記録装
置を車等の移動体に固定して、地面の振動及び車の振動
を絶対時刻に基づいて同時計測することにより、移動体
と地面との間の伝達関数等を求めることも可能となり、
従来不可能であった各種振動計測が容易に実現できる。If a plurality of the above-mentioned data recording devices are installed in a long bridge, a super large tanker or a large building and the acceleration sensor output synchronized with the absolute time is recorded, the cable laying work for data collection is unnecessary. Therefore, vibration analysis confirmation work such as structural design can be easily performed. Furthermore, by recording the output of the geomagnetic sensor together with the absolute time at the South Pole / North Pole, etc., it can be useful for the analysis of the aurora phenomenon. Furthermore, one of the above-mentioned data recording devices is fixed to the ground for vibration measurement, and the other data recording device is fixed to a moving body such as a car to simultaneously perform ground vibration and car vibration based on absolute time. By measuring, it becomes possible to obtain the transfer function between the moving body and the ground,
Various vibration measurements that were previously impossible can be easily realized.
【0053】[0053]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、GPS受信機を利用して、絶対時刻に正確に同期し
た現在時刻を発生する時刻発生装置を具え、内部カウン
タのリセットの時点でも、1秒間の間隔期間が保証さ
れ、非常に、1秒間の間隔精度の良い時刻発生装置によ
り、センサ・データを、絶対時刻と同期させ、高精度に
計測する、データ記録装置及び方法を提供することがで
きる。又、この発明のデータ記録装置では、低消費電力
で正確な絶対時刻の補正が実現でき、従来の方法と比較
して、1桁精度の高い時刻補正が実現できるので、物理
探査精度を一段と向上させることができる。更に、移動
体と地上とそれぞれ独立して絶対時刻に基づいた振動計
測ができるので、従来計測不能であった移動体と地面と
の間の伝達関数等も容易に演算することができる。As described above, according to the present invention, the GPS receiver is used to provide the time generating device for generating the present time accurately synchronized with the absolute time, and even when the internal counter is reset. (EN) A data recording device and method for synchronizing sensor data with absolute time and measuring with high accuracy by a time generator having a highly accurate 1-second interval with a guaranteed 1-second interval period. be able to. Further, in the data recording apparatus of the present invention, it is possible to realize accurate absolute time correction with low power consumption, and it is possible to realize time correction with high precision of one digit as compared with the conventional method, so that the physical exploration accuracy is further improved. Can be made. Further, since the vibration measurement based on the absolute time can be performed independently of the moving body and the ground, the transfer function between the moving body and the ground, which cannot be measured conventionally, can be easily calculated.
【図1】この発明の時刻発生装置の一実施例を示すハー
ドウェアブロック図である。FIG. 1 is a hardware block diagram showing an embodiment of a time generation device of the present invention.
【図2】その動作を説明するためのタイムチャートであ
る。FIG. 2 is a time chart for explaining the operation.
【図3】その動作を説明するためのフローチャートであ
る。FIG. 3 is a flow chart for explaining the operation.
【図4】この発明の別の時刻発生装置の一実施例を示す
ハードウェアブロック図である。FIG. 4 is a hardware block diagram showing an embodiment of another time generating device of the present invention.
【図5】その動作を示すためのフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the operation.
【図6】火山探査の原理を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of volcanic exploration.
【図7】この発明のデータ記録装置のハードウェア構成
の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a hardware configuration of a data recording device of the present invention.
【図8】その動作を説明するためのフローチャートであ
る。FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation.
【図9】その動作を説明するためのタイムチャートであ
る。FIG. 9 is a time chart for explaining the operation.
【図10】読取装置の記録フォーマットの一例である。FIG. 10 is an example of a recording format of a reading device.
【図11】この発明の充電兼用のGPSアンテナの一例
である。FIG. 11 is an example of a GPS antenna for both charging and charging according to the present invention.
【図12】この発明のデータ記録装置のプログラム構造
を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining a program structure of the data recording device of the present invention.
2 GPSアンテナ 4 GPS受信機 6 発振器 8 タイマ・カウンタ・モジュール 10 MPU 12 リセット手段 14 記憶手段 16 入出力制御手段 20,20a デジタル回路 20b 表示手段 30 電池 40 電源制御手段 50 アナログ回路 60a〜60m センサ 70 入力手段 100,100a 時刻発生装置 200a,200n データ記録装置 2 GPS antenna 4 GPS receiver 6 oscillators 8 timer counter module 10 MPU 12 Reset means 14 storage means 16 Input / output control means 20, 20a Digital circuit 20b display means 30 batteries 40 power control means 50 analog circuits 60a-60m sensor 70 Input means 100,100a time generator 200a, 200n data recording device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G04G 5/00 G01D 9/00 G01D 21/00 G04G 7/02 G01V 1/26 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G04G 5/00 G01D 9/00 G01D 21/00 G04G 7/02 G01V 1/26
Claims (24)
号を獲得し、記録するためのデータ記録装置であって、 前記データ記録装置が、イ)時刻発生装置、ロ)記憶手
段、ハ)記録パラメータの入力手段、及び、ニ)前記時
刻発生装置の絶対時刻に応答して、前記記録パラメータ
に従って、前記センサ信号を獲得し記録する手段を具
え、 前記時刻発生装置が、GPS受信信号から時刻データ及
び絶対時刻に同期したクロックパルスを抽出するGPS
受信機と、所定の周波数でパルス信号を発生するパルス
発生手段と、前記GPS受信機で得られる最新の時刻デ
ータを基準時間として格納する記憶手段と、前記パルス
発生手段で得られるパルス信号をカウントするカウンタ
と、このカウンタのカウント値を前記パルス発生手段の
設定周波数で割り、その結果に前記記憶手段に格納され
た基準時間を加算して現在時刻を求める演算手段と、こ
の演算手段及び前記GPS受信機に結合され、前記GP
S受信機で得られるクロックパルスが、10μsec 〜1
msecの所定の期間内に入っていることを確認して前記カ
ウンタのリセット信号を生成するカウンタリセット信号
生成手段とを具え、 前記時刻発生装置の絶対時刻精度が、前記カウンタのリ
セットの時点でも、10μsec〜1msecの期間内で同期
させ、前記現在時刻が、リセットの時点でも、所定の精
度範囲内に収まるように時刻補正をすると共に、 前記センサ信号を、前記時刻発生装置の絶対時刻と同期
した現在時刻と共に獲得し、前記記憶手段に記録するよ
うにしたことを特徴とするデータ記録装置。1. A data recording device for acquiring and recording a sensor signal from at least one sensor, said data recording device comprising: a) time generating device, b) storage means, and c) recording parameter. Input means and d) means for acquiring and recording the sensor signal according to the recording parameter in response to the absolute time of the time generating device, wherein the time generating device receives time data and absolute data from the GPS reception signal. GPS to extract clock pulse synchronized with time
A receiver, a pulse generating means for generating a pulse signal at a predetermined frequency, a storage means for storing the latest time data obtained by the GPS receiver as a reference time, and a pulse signal obtained by the pulse generating means. Counter, the count value of the counter is divided by the set frequency of the pulse generating means, the reference time stored in the storage means is added to the result, and the present time is calculated, the calculating means and the GPS. Coupled to a receiver, said GP
Clock pulse obtained by S receiver is 10 μsec-1
and a counter reset signal generating means for generating a reset signal of the counter by confirming that it is within a predetermined period of msec, absolute time accuracy of the time generation device, even at the time of resetting the counter, The current time is synchronized within a period of 10 μsec to 1 msec, the time is corrected so that the current time is within a predetermined accuracy range even at the time of reset, and the sensor signal is synchronized with the absolute time of the time generator. A data recording device, characterized in that it is acquired together with the current time and recorded in the storage means.
への電源供給をオンオフ制御する電源制御手段を更に設
け、 前記GPS受信機から、絶対時刻が、前記発振器の前記
パルス信号と同期して入力できた場合、前記発振器の発
振周波数安定精度から、前記カウンタで計測されるカウ
ンタ値の計測精度が、所定の精度範囲内となる前記GP
S受信機への電源供給をオフ制御可能な電源オフ制御期
間を演算し、当該電源オフ制御期間中、前記電源制御手
段により前記GPS受信機への電源供給をオフ制御する
と共に、当該電源供給を次にオン制御する迄の前記電源
オフ制御期間中も、前記発振器と前記カウンタとを作動
させるようにした請求項1に記載のデータ記録装置。2. The time generator is further provided with power supply control means for controlling on / off of power supply to the GPS receiver, and absolute time from the GPS receiver is synchronized with the pulse signal of the oscillator. If it can be input, the GP that the measurement accuracy of the counter value measured by the counter is within a predetermined accuracy range from the oscillation frequency stability accuracy of the oscillator.
The power-off control period during which the power supply to the S receiver can be controlled to be off is calculated, and during the power-off control period, the power supply control means controls the power supply to the GPS receiver to be off, and The data recording device according to claim 1, wherein the oscillator and the counter are operated even during the power-off control period until the next ON control is performed.
間中、更に、アナログ回路、及び、前記発振器と前記カ
ウンタ以外のデジタル回路への電源供給をオフ制御する
ようにした請求項1又は2に記載のデータ記録装置。3. The power supply to the analog circuit and digital circuits other than the oscillator and the counter is controlled to be turned off during the power-off control period of the GPS receiver. The described data recording device.
1ppm乃至10ppmの精度である請求項1乃至3の
いずれか1項に記載のデータ記録装置。4. The oscillator has a frequency stability accuracy of 0.
The data recording device according to any one of claims 1 to 3, which has an accuracy of 1 ppm to 10 ppm.
定時刻を含む請求項1乃至4のいずれか1項に記載のデ
ータ記録装置。5. The data recording device according to claim 1, wherein the recording parameter includes a designated time for sensor measurement.
発生装置の絶対時刻を含んでいる請求項5に記載のデー
タ記録装置。6. The data recording device according to claim 5, wherein the designated time of the sensor measurement includes an absolute time of the time generation device.
位置を検出するようにした請求項1乃至6のいずれか1
項に記載のデータ記録装置。7. The spatial position of the sensor is detected from the GPS receiver, according to claim 1.
The data recording device according to the item.
定位置、測定時刻、プリアンプゲイン、フィルタ条件、
AD変換条件、プリトリガ期間、ウインドウ期間、外部
増幅器ゲイン、温度/湿度データ、又は、各センサのA
D変換値を含む請求項1乃至7のいずれか1項に記載の
データ記録装置。8. The recording data of the data recording device includes measurement position, measurement time, preamplifier gain, filter condition,
AD conversion conditions, pre-trigger period, window period, external amplifier gain, temperature / humidity data, or A of each sensor
The data recording device according to claim 1, wherein the data recording device includes a D conversion value.
バッテリーバックアップされた半導体RAMメモリで構
成された請求項1乃至8のいずれか1項に記載のデータ
記録装置。9. The data recording device according to claim 1, wherein the storage unit is composed of a flash memory or a battery-backed semiconductor RAM memory.
ンサ、地震計、又は、受振器である請求項1乃至9のい
ずれか1項に記載のデータ記録装置。10. The data recording device according to claim 1, wherein the sensor is an acceleration sensor, a magnetic sensor, a seismograph, or a geophone.
するようになっている請求項1乃至10のいずれか1項
に記載のデータ記録装置。11. The data recording device according to claim 1, wherein the recording data of the sensor is transferred to the outside.
な電池で構成された請求項1乃至11のいずれか1項に
記載のデータ記録装置。12. The data recording device according to claim 1, wherein the power source of the data recording device is a rechargeable battery.
録装置である請求項1乃至12のいずれか1項に記載の
データ記録装置。13. The data recording device according to claim 1, wherein the data recording device is a portable data recording device.
信号を獲得し、記録するためのデータ記録装置を利用し
たデータ記録方法であって、 前記データ記録装置が、時刻発生装置、記憶手段、記録
パラメータの入力手段、及び、前記時刻発生装置の絶対
時刻に応答して、前記記録パラメータに従って、前記セ
ンサ信号を獲得し記録する手段を具え、 前記時刻発生装置が、GPS受信信号から時刻データ及
び絶対時刻に同期したクロックパルスを抽出するGPS
受信機と、所定の周波数でパルス信号を発生するパルス
発生手段と、前記GPS受信機で得られる最新の時刻デ
ータを基準時間として格納する記憶手段と、前記パルス
発生手段で得られるパルス信号をカウントするカウンタ
と、このカウンタのカウント値を前記パルス発生手段の
設定周波数で割り、その結果に前記記憶手段に格納され
た基準時間を加算して現在時刻を求める演算手段と、こ
の演算手段及び前記GPS受信機に結合され、前記GP
S受信機で得られるクロックパルスが、10μsec 〜1
msec単位の所定の期間内に入っていることを確認して前
記カウンタのリセット信号を生成するカウンタリセット
信号生成手段とを具え、 イ)前記GPS受信機により、GPS受信信号から、絶
対時刻、及び、これに同期した同期クロックパルスを抽
出すると共に、前記絶対時刻を記憶するGPS受信工程
と、 ロ)前記発振器からのパルス信号を前記カウンタで計測
するパルス計測工程と、 ハ)前記GPS受信工程の同期クロックパルスと、前記
パルス計測工程のパルス信号とを、前記カウンタのリセ
ットの時点でも、10μsec〜1msecの期間内で同期さ
せ、前記現在時刻が、リセットの時点でも、10μsec
〜1msecの所定の期間内で、所定の精度範囲内に収まる
ように、前記絶対時刻で補正する現在時刻演算工程と、 ニ)前記データ記録装置に常駐したオペレーティングプ
ログラムが提供する前記記録パラメータのメニューから
1組の記録パラメータを選択して待機する工程と、 ホ)前記選択された1組の記録パラメータに従って、前
記少なくとも1つのセンサにより発生されるセンサ信号
を、前記絶対時刻で補正された現在時刻と共に獲得し、
前記記憶手段に記録する工程と、 ヘ)前記記憶手段に記録された前記センサ信号、及び、
絶対時刻で補正された前記現在時刻を、外部に転送する
工程とを含むことを特徴とするデータ記録方法。14. A data recording method using a data recording device for acquiring and recording a sensor signal from at least one sensor, wherein the data recording device comprises a time generating device, a storage means and a recording parameter. An input unit and a unit for acquiring and recording the sensor signal according to the recording parameter in response to the absolute time of the time generation device, wherein the time generation device outputs time data and absolute time from a GPS reception signal. GPS to extract synchronized clock pulses
A receiver, a pulse generating means for generating a pulse signal at a predetermined frequency, a storage means for storing the latest time data obtained by the GPS receiver as a reference time, and a pulse signal obtained by the pulse generating means. Counter, the count value of the counter is divided by the set frequency of the pulse generating means, the reference time stored in the storage means is added to the result, and the present time is calculated, the calculating means and the GPS. Coupled to a receiver, said GP
Clock pulse obtained by S receiver is 10 μsec-1
a counter reset signal generating means for generating a reset signal of the counter after confirming that it is within a predetermined period of msec unit; a) The GPS receiver detects absolute time from the GPS received signal, and , A GPS receiving step of extracting a synchronous clock pulse synchronized with this and storing the absolute time; (b) a pulse measuring step of measuring a pulse signal from the oscillator by the counter; and (c) a GPS receiving step. The synchronization clock pulse and the pulse signal in the pulse measuring step are synchronized even at the time of resetting the counter within a period of 10 μsec to 1 msec, and the current time is 10 μsec even at the time of reset.
A current time calculation step of correcting the absolute time so as to be within a predetermined accuracy range within a predetermined period of 1 msec, and d) a menu of the recording parameters provided by an operating program resident in the data recording device. Selecting a set of recording parameters from the above and waiting (e) according to the selected set of recording parameters, the sensor signal generated by the at least one sensor is corrected to the current time corrected by the absolute time. Earned with
Recording in the storage means, and f) the sensor signal recorded in the storage means, and
A step of transferring the current time corrected by the absolute time to the outside, the data recording method.
ら、前記カウンタの計測精度が、所定の計測精度範囲内
となる、前記GPS受信機への電源供給をオフ制御する
ことが可能な電源オフ制御期間を演算する工程と、 前記現在時刻演算工程において、前記GPS受信工程の
同期クロックパルスと、前記パルス計測工程のパルス信
号との間で同期がとれた場合に、前記GPS受信機への
前記電源オフ制御期間を、前記カウンタに設定し、前記
GPS受信工程を電源オフ制御すると共に、当該電源オ
フ制御期間中、前記パルス計測工程はそのまま電源オン
制御する電源制御工程を、更に含む請求項14に記載の
データ記録方法。15. A power-off control period during which the power supply to the GPS receiver can be off-controlled so that the measurement accuracy of the counter falls within a predetermined measurement accuracy range from the oscillation frequency stability accuracy of the oscillator. And a step of calculating the present time calculation step, when the synchronization clock pulse of the GPS receiving step and the pulse signal of the pulse measuring step are synchronized, the power supply to the GPS receiver is turned off. 15. The power supply control process according to claim 14, further comprising a power supply control process of setting a control period in the counter, powering off the GPS reception process, and powering on the pulse measuring process as it is during the power off control period. Data recording method.
0.1ppm乃至10ppmの精度である請求項14又
は15に記載のデータ記録方法。16. The oscillator has frequency stability accuracy,
The data recording method according to claim 14, which has an accuracy of 0.1 ppm to 10 ppm.
指定時刻を含む請求項14乃至16のいずれか1項に記
載のデータ記録方法。17. The data recording method according to claim 14, wherein the recording parameter includes a designated time of sensor measurement.
刻発生装置の絶対時刻を含んでいる請求項17に記載の
データ記録装置。18. The data recording device according to claim 17, wherein the designated time of the sensor measurement includes an absolute time of the time generation device.
録装置の空間位置を検出するようにした請求項14乃至
18のいずれか1項に記載のデータ記録方法。19. The data recording method according to claim 14, wherein a spatial position of the data recording device is detected from the GPS receiver.
測定位置、測定時刻、プリアンプゲイン、フィルタ条
件、AD変換条件、プリトリガ期間、ウインドウ期間、
外部増幅器ゲイン、温度/湿度データ、又は、各センサ
のAD変換値を含む請求項14乃至19のいずれか1項
に記載のデータ記録方法。20. The recording data of the data recording device,
Measurement position, measurement time, preamplifier gain, filter condition, AD conversion condition, pre-trigger period, window period,
20. The data recording method according to claim 14, which includes an external amplifier gain, temperature / humidity data, or an AD conversion value of each sensor.
はバッテリーバックアップされた半導体RAMメモリで
構成された請求項14乃至20のいずれか1項に記載の
データ記録方法。21. The data recording method according to claim 14, wherein the storage unit is a flash memory or a battery-backed semiconductor RAM memory.
ンサ、地震計、又は、受振器である請求項14乃至21
のいずれか1項に記載のデータ記録方法。22. The sensor is an acceleration sensor, a magnetic sensor, a seismograph, or a geophone.
The data recording method according to any one of 1.
能な電池で構成された請求項14乃至22のいずれか1
項に記載のデータ記録方法。23. The data recording device according to claim 14, wherein the power source is a rechargeable battery.
Data recording method described in paragraph.
記録装置である請求項14乃至23のいずれか1項に記
載のデータ記録方法。24. The data recording method according to claim 14, wherein the data recording device is a portable data recording device.
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