JP3499840B2 - 物理探査のためのデータ収集システム及び方法 - Google Patents
物理探査のためのデータ収集システム及び方法Info
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- JP3499840B2 JP3499840B2 JP2001205762A JP2001205762A JP3499840B2 JP 3499840 B2 JP3499840 B2 JP 3499840B2 JP 2001205762 A JP2001205762 A JP 2001205762A JP 2001205762 A JP2001205762 A JP 2001205762A JP 3499840 B2 JP3499840 B2 JP 3499840B2
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Description
【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
を有するデータ記録装置を、複数個利用した物理探査の
ためのデータ収集システム、及び、方法に関する。
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
を有するデータ記録装置を、複数個利用した物理探査の
ためのデータ収集システム、及び、方法に関する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。従って、複数の異なる空間
位置に配置されたデータ記録装置の記録データを、相互
に、比較したり、統合するためには、非常に、時間及び
コストがかかっていた。
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。従って、複数の異なる空間
位置に配置されたデータ記録装置の記録データを、相互
に、比較したり、統合するためには、非常に、時間及び
コストがかかっていた。
【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、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、Ｇ
ＰＳ絶対時刻と同期させ、高精度に計測する、データ記
録装置を利用して、かかる高精度のデータ記録装置を、
複数の異なる空間位置に配置し、各データ記録装置の記
録データを、ＧＰＳ絶対時刻に同期させて、相互に、比
較したり、統合することの可能な物理探査のためのデー
タ収集システム及び方法を提供することにある。
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、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、Ｇ
ＰＳ絶対時刻と同期させ、高精度に計測する、データ記
録装置を利用して、かかる高精度のデータ記録装置を、
複数の異なる空間位置に配置し、各データ記録装置の記
録データを、ＧＰＳ絶対時刻に同期させて、相互に、比
較したり、統合することの可能な物理探査のためのデー
タ収集システム及び方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、空間的に異
なる地点に配備された複数のデータ記録装置によってセ
ンサ信号を獲得し、処理するための物理探査のためのデ
ータ収集システムに関し、この発明の上記目的は、前記
各データ記録装置が、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Ｇ
ＰＳ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、１０μse
c 〜１msec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、１０μ
sec〜１msecの期間内で同期させ、前記現在時刻が、前
記カウンタの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ＧＰＳ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なっており、 ホ）前記各データ記録装置に、オペレーティングプログ
ラムが提供する記録パラメータを設定する手段と、ヘ）
前記記録パラメータに従って、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、記憶手段に記録するデ
ータ記録装置と、ト）前記複数のデータ記録装置の各記
憶手段から、記録された前記センサ信号及び絶対時刻
を、外部に転送して、前記センサ信号を統合する手段と
を具えることによって達成される。
なる地点に配備された複数のデータ記録装置によってセ
ンサ信号を獲得し、処理するための物理探査のためのデ
ータ収集システムに関し、この発明の上記目的は、前記
各データ記録装置が、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Ｇ
ＰＳ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、１０μse
c 〜１msec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、１０μ
sec〜１msecの期間内で同期させ、前記現在時刻が、前
記カウンタの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ＧＰＳ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なっており、 ホ）前記各データ記録装置に、オペレーティングプログ
ラムが提供する記録パラメータを設定する手段と、ヘ）
前記記録パラメータに従って、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、記憶手段に記録するデ
ータ記録装置と、ト）前記複数のデータ記録装置の各記
憶手段から、記録された前記センサ信号及び絶対時刻
を、外部に転送して、前記センサ信号を統合する手段と
を具えることによって達成される。
【０００９】 また、この発明の上記目的は、前記各デ
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 〜
１msec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、前記カウ
ンタの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
ＧＰＳ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なっており、 ホ）前記各データ記録装置に、オペレーティングプログ
ラムが提供する記録パラメータを設定する手段と、ヘ）
前記記録パラメータに従って、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
得される絶対時刻及び空間位置と共に獲得し、記憶手段
に記録するデータ記録装置と、ト）前記複数のデータ記
録装置の各記憶手段から、記録された前記センサ信号、
絶対時刻、及び空間位置を、外部に転送して、前記セン
サ信号を統合する手段とを具えることによっても達成さ
れる。
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 〜
１msec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、前記カウ
ンタの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
ＧＰＳ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なっており、 ホ）前記各データ記録装置に、オペレーティングプログ
ラムが提供する記録パラメータを設定する手段と、ヘ）
前記記録パラメータに従って、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
得される絶対時刻及び空間位置と共に獲得し、記憶手段
に記録するデータ記録装置と、ト）前記複数のデータ記
録装置の各記憶手段から、記録された前記センサ信号、
絶対時刻、及び空間位置を、外部に転送して、前記セン
サ信号を統合する手段とを具えることによっても達成さ
れる。
【００１０】 この発明は、物理探査に関心のある地域
に配備された複数のデータ記録装置によって、センサ信
号を獲得し、処理する物理探査のためのデータ収集方法
にも関し、この発明の上記目的は、前記複数のデータ記
録装置は、それぞれ、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、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、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、前記カウンタの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ＧＰＳ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なっ
ており、 イ）前記複数のデータ記録装置に、記録パラメータを、
それぞれ設定する工程と、ロ）前記設定された記録パラ
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、ハ）前記選択された１組の記録パラメ
ータに従って、前記各データ記録装置において、前記セ
ンサにより発生されるセンサ信号を、ＧＰＳ絶対時刻と
共に獲得し、前記記憶手段に記録する工程と、ホ）前記
各データ記録装置から、記録された前記センサ信号、及
び、絶対時刻を外部に転送して、統合する工程とを、含
むことによって達成される。
に配備された複数のデータ記録装置によって、センサ信
号を獲得し、処理する物理探査のためのデータ収集方法
にも関し、この発明の上記目的は、前記複数のデータ記
録装置は、それぞれ、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、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、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、前記カウンタの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ＧＰＳ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なっ
ており、 イ）前記複数のデータ記録装置に、記録パラメータを、
それぞれ設定する工程と、ロ）前記設定された記録パラ
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、ハ）前記選択された１組の記録パラメ
ータに従って、前記各データ記録装置において、前記セ
ンサにより発生されるセンサ信号を、ＧＰＳ絶対時刻と
共に獲得し、前記記憶手段に記録する工程と、ホ）前記
各データ記録装置から、記録された前記センサ信号、及
び、絶対時刻を外部に転送して、統合する工程とを、含
むことによって達成される。
【００１１】 また、この発明の上記目的は、 前記複
数のデータ記録装置は、それぞれ、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、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ＧＰ
Ｓ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Ｇ
ＰＳ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、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、前記カウンタのリセットの
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ＧＰＳ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
るようになっており、 イ）前記複数のデータ記録装置に、記録パラメータを、
それぞれ設定する工程と、ロ）前記設定された記録パラ
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、ハ）前記選択された１組の記録パラメ
ータに従って、前記各データ記録装置において、前記セ
ンサにより発生されるセンサ信号を、ＧＰＳ絶対時刻及
び空間位置と共に獲得し、前記記憶手段に記録する工程
と、ホ）前記各データ記録装置から、記録された前記セ
ンサ信号、絶対時刻、及び空間位置を外部に転送して、
統合する工程とを、含むことによっても達成される。
数のデータ記録装置は、それぞれ、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、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ＧＰ
Ｓ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Ｇ
ＰＳ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、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、前記カウンタのリセットの
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ＧＰＳ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
るようになっており、 イ）前記複数のデータ記録装置に、記録パラメータを、
それぞれ設定する工程と、ロ）前記設定された記録パラ
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、ハ）前記選択された１組の記録パラメ
ータに従って、前記各データ記録装置において、前記セ
ンサにより発生されるセンサ信号を、ＧＰＳ絶対時刻及
び空間位置と共に獲得し、前記記憶手段に記録する工程
と、ホ）前記各データ記録装置から、記録された前記セ
ンサ信号、絶対時刻、及び空間位置を外部に転送して、
統合する工程とを、含むことによっても達成される。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【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。
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。
【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。
実施例を説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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）。
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）。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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。
（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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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）。
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）。
【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。
（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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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）。
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）。
【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。
（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。
【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。
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。
【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。
（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。
【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））。
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））。
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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）。
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）。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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、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、ＧＰＳ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、この発明の上記高精度データ記録装置を、複数
の異なる空間位置に配置し、各センサ・データを、高精
度のＧＰＳ絶対時刻に同期させて、各データ記録装置に
記録できるので、記録後、各データ記録装置から、記録
データを読み出せば、高精度なＧＰＳ絶対時刻に同期し
たセンサ記録データから、相互比較や、統合処理によ
り、高精度な物理探査を行うことが可能である。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。
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、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、ＧＰＳ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、この発明の上記高精度データ記録装置を、複数
の異なる空間位置に配置し、各センサ・データを、高精
度のＧＰＳ絶対時刻に同期させて、各データ記録装置に
記録できるので、記録後、各データ記録装置から、記録
データを読み出せば、高精度なＧＰＳ絶対時刻に同期し
たセンサ記録データから、相互比較や、統合処理によ
り、高精度な物理探査を行うことが可能である。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。
【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。
ドウェアブロック図である。
【図２】その動作を説明するためのタイムチャートであ
る。
る。
【図３】その動作を説明するためのフローチャートであ
る。
る。
【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。
ハードウェアブロック図である。
【図５】その動作を示すためのフローチャートである。
【図６】火山探査の原理を説明するための図である。
【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。
の一例を示す図である。
【図８】その動作を説明するためのフローチャートであ
る。
る。
【図９】その動作を説明するためのタイムチャートであ
る。
る。
【図１０】読取装置の記録フォーマットの一例である。
【図１１】この発明の充電兼用のＧＰＳアンテナの一例
である。
である。
【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。
を説明するための図である。
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
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｇ０４Ｇ 7/02 Ｇ０４Ｇ 7/02
Ｇ０８Ｃ 19/00 ３０１ Ｇ０８Ｃ 19/00 ３０１Ａ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01V 1/22
G01D 9/00
G01S 5/14
G04G 5/00
G04G 7/02
G08C 19/00 301
Claims (25)
- 【請求項１】 空間的に異なる地点に配備された複数の
データ記録装置によってセンサ信号を獲得し、処理する
ための物理探査のためのデータ収集システムであって、前 記各データ記録装置が、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 〜
１msec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、前記カウンタのリセットの時点
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ＧＰＳ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
うになっており、 ホ）前記各データ記録装置に、オペレーティングプログ
ラムが提供する記録パラメータを設定する手段と、ヘ）
前記記録パラメータに従って、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、記憶手段に記録するデ
ータ記録装置と、ト）前記複数のデータ記録装置の各記
憶手段から、記録された前記センサ信号及び絶対時刻
を、外部に転送して、前記センサ信号を統合する手段と
を具えることを特徴とする物理探査のためのデータ収集
システム。 - 【請求項２】 空間的に異なる地点に配備された複数の
データ記録装置によってセンサ信号を獲得し、処理する
ための物理探査のためのデータ収集システムであって、前 記各データ記録装置が、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 〜
１msec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、前記カウンタのリセットの時点
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ＧＰＳ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
うになっており、 ホ）前記各データ記録装置に、オペレーティングプログ
ラムが提供する記録パラメータを設定する手段と、ヘ）
前記記録パラメータに従って、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
得される絶対時刻及び空間位置と共に獲得し、記憶手段
に記録するデータ記録装置と、ト）前記複数のデータ記
録装置の各記憶手段から、記録された前記センサ信号、
絶対時刻、及び空間位置を、外部に転送して、前記セン
サ信号を統合する手段とを具えることを特徴とする物理
探査のためのデータ収集システム。 - 【請求項３】 前記データ記録装置の一方を地面に固定
して、前記センサ信号を記録し、前記データ記録装置の
他方を移動体に設置して、絶対時刻に基づいて前記セン
サ信号を、同時記録するようにした請求項１又は２に記
載の物理探査のためのデータ収集システム。 - 【請求項４】 前記時刻発生装置に、前記ＧＰＳ受信機
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乃至３のいずれか１項に記載
の物理探査のためのデータ収集システム。 - 【請求項５】 前記発振器が、周波数安定精度で、０．
１ｐｐｍ乃至１０ｐｐｍの精度である請求項１乃至４の
いずれか１項に記載の物理探査のためのデータ収集シス
テム。 - 【請求項６】 前記記録パラメータが、センサ計測の指
定時刻を含む請求項１乃至５のいずれか１項に記載の物
理探査のためのデータ収集システム。 - 【請求項７】 前記データ記録装置の記録データに、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Ａ
Ｄ変換値を含む請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
物理探査のためのデータ収集システム。 - 【請求項８】 前記記憶手段が、フラッシュメモリ又は
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１乃至７のいずれか１項に記載の物理探
査のためのデータ収集システム。 - 【請求項９】 前記センサが、加速度センサ、磁気セン
サ、地震計、又は、受振器である請求項１乃至８のいず
れか１項に記載の物理探査のためのデータ収集システ
ム。 - 【請求項１０】 前記データ記録装置が、携帯型データ
記録装置である請求項１乃至９のいずれか１項に記載の
物理探査のためのデータ収集システム。 - 【請求項１１】 前記複数のデータ記録装置に、前記記
録パラメータを、外部から、ダウンロードして設定する
ようにした請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の物
理探査のためのデータ収集システム。 - 【請求項１２】 地球に加えられた地震エネルギーに応
答する加速度センサからのセンサ信号を獲得し、記録す
るようにした請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の
物理探査のためのデータ収集システム。 - 【請求項１３】 前記データ記録装置を、長大橋、超大
型タンカー、又は、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獲得し、記録す
るようにした請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の
物理探査のためのデータ収集システム。 - 【請求項１４】 物理探査に関心のある地域に配備され
た複数のデータ記録装置によって、センサ信号を獲得
し、処理する物理探査のためのデータ収集方法であっ
て、 前記複数のデータ記録装置は、それぞれ、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、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、 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、前記カウンタのリセットの時点
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ＧＰＳ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
うになっており、 イ）前記複数のデータ記録装置に、記録パラメータを、
それぞれ設定する工程と、ロ）前記設定された記録パラ
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、ハ）前記選択された１組の記録パラメ
ータに従って、前記各データ記録装置において、前記セ
ンサにより発生されるセンサ信号を、ＧＰＳ絶対時刻と
共に獲得し、前記記憶手段に記録する工程と、ホ）前記
各データ記録装置から、記録された前記センサ信号、及
び、絶対時刻を外部に転送して、統合する工程とを、含
むことを特徴とする物理探査のためのデータ収集方法。 - 【請求項１５】 物理探査に関心のある地域に配備され
た複数のデータ記録装置によって、センサ信号を獲得
し、処理する物理探査のためのデータ収集方法であっ
て、 前記複数のデータ記録装置は、それぞれ、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、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、 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、前記カウンタのリセットの時点
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ＧＰＳ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
うになっており、 イ）前記複数のデータ記録装置に、記録パラメータを、
それぞれ設定する工程と、ロ）前記設定された記録パラ
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、ハ）前記選択された１組の記録パラメ
ータに従って、前記各データ記録装置において、前記セ
ンサにより発生されるセンサ信号を、ＧＰＳ絶対時刻及
び空間位置と共に獲得し、前記記憶手段に記録する工程
と、ホ）前記各データ記録装置から、記録された前記セ
ンサ信号、絶対時刻、及び空間位置を外部に転送して、
統合する工程とを、含むことを特徴とする物理探査のた
めのデータ収集方法。 - 【請求項１６】 前記データ記録装置の一方を地面に固
定して、前記センサ信号を記録し、前記データ記録装置
の他方を移動体に設置して、絶対時刻に基づいて前記セ
ンサ信号を、同時記録する工程を更に含む請求項１４又
は１５に記載の物理探査のためのデータ収集方法。 - 【請求項１７】 前記データ記録工程が、 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ＧＰＳ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
フ制御期間中も、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１６に記載
の物理探査のためのデータ収集方法。 - 【請求項１８】 前記データ記録方法の前記発振器が、
周波数安定精度で、０．１ｐｐｍ乃至１０ｐｐｍの精度
である請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の物理
探査のためのデータ収集方法。 - 【請求項１９】 前記記録パラメータが、センサ計測の
指定時刻を含む請求項１４乃至１８のいずれか１項に記
載の物理探査のためのデータ収集方法。 - 【請求項２０】 前記データ記録装置の記録データに、
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
に記載の物理探査のためのデータ収集方法。 - 【請求項２１】 前記センサが、加速度センサ、磁気セ
ンサ、地震計、又は、受振器である請求項１４乃至２０
のいずれか１項に記載の物理探査のためのデータ収集方
法。 - 【請求項２２】 前記データ記録装置が、携帯型データ
記録装置である請求項１４乃至２１のいずれか１項に記
載の物理探査のためのデータ収集方法。 - 【請求項２３】 前記複数のデータ記録装置に、前記記
録パラメータを、外部から、ダウンロードして設定する
工程を更に含む請求項１４乃至２２のいずれか１項に記
載の物理探査のためのデータ収集方法。 - 【請求項２４】 地球に加えられた地震エネルギーに応
答する加速度センサからのセンサ信号を獲得し、前記デ
ータ記録装置に記録するようにした請求項１４乃至２３
のいずれか１項に記載の物理探査のためのデータ収集方
法。 - 【請求項２５】 前記データ記録装置を、長大橋、超大
型タンカー、又は、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獲得し、記録す
るようにした請求項１４乃至２４のいずれか１項に記載
の物理探査のためのデータ収集方法。
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| JP2001205762A JP3499840B2 (ja) | 2001-07-06 | 2001-07-06 | 物理探査のためのデータ収集システム及び方法 |
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| JP12585494A Division JP3264350B2 (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 時刻発生装置及び方法 |
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- 2001-07-06 JP JP2001205762A patent/JP3499840B2/ja not_active Expired - Fee Related
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