JP6311075B2 - 探鉱機システム及び管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、反射法地震探査によってデータを取得するための探鉱機システム及び管理方法に関する。

石油、ガス、鉱物などの地下資源を探査する手法として、反射法地震探査がある。反射法地震探査はダイナマイトや起振車と呼ばれる人工震源を用いて人工的な振動を発生させ、発生した人工振動のうち地下の地層面を反射した振動成分をセンサで受信し、受信した振動データを解析することによって地下構造を予測する探査手法である。ここで、人工震源が発する地震波をデータとして取得するシステムは探鉱機システムと呼ばれる。

探鉱機システムにはケーブル型システムとケーブルレス型システムの２種類がある。ケーブル型システムは1つのケーブルに複数のセンサが接続されたシステムであり、センサが受信した地震波は、ケーブルを介して観測車と呼ばれる車両にリアルタイムに運ばれる。運ばれたデータは観測車内部の管理システムに格納される。一方、ケーブルレス型システムでは、センサにストレージを接続したセンサ端末を地表に設置し、センサが受信した地震波データを格納する。センサ端末は探査終了後に回収され、センサ端末のデータは管理システムに格納される。

現在、反射法地震探査で主に使用されている探鉱機システムはケーブル型システムである。しかし、近年、設置センサ数の増大トレンドに伴い、ケーブル型システムのケーブル設置にかかる作業コスト増大が課題になっている。このような背景から、ケーブル設置作業が必要ないケーブルレス型システムへの要求が徐々に高まっている。

反射法地震探査では、人工震源の発振開始タイミングを基準時刻ゼロ秒として反射波データを扱う。ケーブル型システムでは人工震源と観測車が無線通信を行っており、観測車はセンサに対して人工震源の発振開始タイミングを通知できる。そのため、センサは発振開始タイミングをトリガとしてサンプリングを開始することができ、センサのサンプリング・タイミングは人工震源の発振開始タイミングと一致する。一方、ケーブルレス型システムでは、センサ端末は発振開始タイミングをリアルタイムに確実に知る方法が無いため、センサのサンプリング・タイミングは人工震源の発振開始タイミングと一致せず、反射波データの基準時刻との間にセンサのサンプリング周期以下のずれ時間が生じる。このずれ時間は、地下構造の予測結果に影響し、解析結果精度を低下させる原因となる。即ち、ケーブル型システムよりも、品質が低い地震波データが取得される。

この課題を解決するために、人工震源とセンサ端末にＧＰＳ（Global Positioning System）時計を搭載し、センサのサンプリング時刻を予め約束することによって、センサのサンプリング・タイミングでしか人工震源が発振できないように、人工震源の発振開始タイミングを設計する従来技術１がある（特許文献１）。本明細書ではこれをＧＰＳ同期型発振と呼ぶこととする。

米国特許出願公開第２０１３／０２８５６３号明細書

従来技術１の探鉱機システムは、特定の起振車との間でしか、センサのサンプリング・タイミングと人工震源の発振開始タイミングを一致させることを保証できない。例えば、センサのサンプリング周期が２ミリ秒のとき９時１０分１０．００２秒、９時１０分１０．００４秒、・・・のタイミングでサンプリングする探鉱機システムは、センサのサンプリング周期が２ミリ秒のとき、９時１０分１０．００１秒、９時１０分１０．００３秒、・・・のタイミングでサンプリングすることを前提に設計されている人工震源を用いて、センサのサンプリング・タイミングと人工震源の発振開始タイミングを一致させることはできない。また、探鉱機システムはＧＰＳ同期型発振を提供する起振車のみとしか、前記タイミングの一致を実現できない。例えば、ＧＰＳが搭載されていない起振車では、探査オペレータによる発振要求信号を受信した起振車は、受信してから所定時間経過後に発振を開始する。本明細書ではこれをトリガ同期型発振と呼ぶ。トリガ同期型発振では、その発振開始タイミングは探査オペレータが発振ボタンを押したタイミングに依存するため、センサのサンプリング・タイミングと人工震源の発振開始タイミングを一致させることはできない。すなわち、従来技術１の探鉱機システムは既にユーザが所有している起振車との間で前記タイミングの一致を行う事が出来ず、品質の高い地震波データを取得できない課題がある。

本発明の課題は、人工震源の発振特性によらず、人工震源の発振開始タイミングとセンサのサンプリング・タイミングを一致させることにある。

前記課題を解決するために、本発明は、人工震源を制御するソース・コントローラと信号の送受信を行う震源管理部と、前記人工震源の発振に伴って地層を伝播する反射波を、サンプリング・タイミング周期に従って受信して振動データを生成するセンサを管理する複数のセンサ端末と、前記震源管理部及び前記各センサ端末を管理する管理装置とを有し、前記震源管理部は、前記送受信の対象となる信号のうち前記ソース・コントローラに出力する発振トリガ信号の出力タイミングと、前記発振トリガ信号が出力された後、前記ソース・コントローラから出力される発振開始タイミング信号の受信タイミングを含む第１のタイミング特性情報を取得するための計測手段と、前記管理装置から設定される第２のタイミング特性情報に基づいて前記発振トリガ信号の出力タイミングを調整するための第１のタイミング調整量を算出する手段を有する遅延調整部を有し、前記管理装置は、前記震源管理部の前記計測手段によって得られた前記第１のタイミング情報を基に前記人工震源の発振特性を判定し、当該判定結果に従って、前記第２のタイミング特性情報を算出する手段と、前記第２のタイミング特性情報を前記震源管理部へ設定する手段と、前記第２のタイミング特性情報に基づいて、前記各センサ端末のセンサに対するサンプリング・タイミングを調整するための第２のタイミング調整量を算出し、前記第２のタイミング調整量を前記各センサ端末に設定する手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、人工震源の発振特性によらず、人工震源の発振開始タイミングとセンサのサンプリング・タイミングを一致させることができる。

起振車とケーブルレス型探鉱システムを用いた反射法地震探査の概要を説明するための構成図である。 トリガ同期型発振の応答遅延時間特性を説明するための特性図である。 ＧＰＳ同期型発振の応答遅延時間特性を説明するための特性図である。 トリガ同期型発振の場合のタイミング調整量の算出方法を説明するための特性図である。 ＧＰＳ同期型発振の場合のタイミング調整量の算出方法を説明するための特性図である。 ケーブルレス型探鉱機システムの全体構成を示す構成図である。 管理装置における記憶部の構成図である。 発振タイミング特性テーブル情報の構成図である。 センサ端末における記憶部の情報の構成図である。 震源管理部における記憶部の情報の構成図である。 ケーブルレス型探鉱機システムの全体の処理を説明するためのフローチャートである。 人工震源の特性判定フェーズの処理を説明するためのフローチャートである。 タッチパネルの表示例を説明するための構成図である。 計測時の処理を説明するためのシーケンス図である。 機器設定フェーズにおける設定時の処理を説明するためのフローチャートである。 機器設定フェーズにおける設定時の処理を説明するためのシーケンス図である。 探査オペレーション・フェーズにおけるオペレーション時の処理を説明するためのフローチャートである。 探査オペレーション・フェーズにおけるオペレーション時の処理を説明するためのシーケンス図である。

（発明の概要）
図１は、起振車とケーブルレス型探鉱システムを用いた反射法地震探査の概要を説明するための構成図である。なお、図１では、人工震源として起振車を用いた例を示すが、ダイナマイトを用いてもよい。

図１において、反射法地震探査は、起振車１００と、探鉱機システムによって実施される。探鉱機システムは、管理装置１１０と、複数のセンサ端末１２０と、震源管理部１３０から構成される。起振車１００の周囲には、複数のセンサ端末１２０が分散して配置されており、起振車１００には、震源管理部１３０、ソース・コントローラ１４０、アクチュエータ１４２が搭載されている。探査オペレータが、発振予定位置で起振車１００の発振ボタンを操作すると、震源管理部１３０に発振要求信号１５１が入力される。震源管理部１３０は、発振要求信号１５１に応答して、発振トリガ信号１５２をソース・コントローラ１４０へ与える。ソース・コントローラ１４０は、発振トリガ信号１５２に応答して、起振車１００を発振させるためのアクチュエータ１４２に対して制御信号１４３を出力し、アクチュエータ１４２を駆動させる。この際、ソース・コントローラ１４０は、起振車１００の発振による発振開始と同じタイミングで発振開始タイミング信号１５３を震源管理部１３０へ出力する。震源管理部１３０は、発振開始タイミング信号１５３を検出した場合、その検出時刻を発振開始時刻として、内部ストレージ（記憶部）に記録する。

起振車１００が発振すると、その振動は地中の地層で反射し、その反射波が各センサ端末１２０に伝播する。各センサ端末１２０は、その反射波をジオフォンなどのセンサによって受信し、受信した反射波を振動データとして内部ストレージ（記憶部）に記憶する。

反射法地震探査が終了した場合、各センサ端末１２０は回収され、回収された各センサ端末１２０は管理装置１１０が設置されているベースキャンプへと運ばれる。

管理装置１１０は、各センサ端末１２０から取得した振動データを回収し、回収した各振動データを内部ストレージ（記憶部）に記録する。これにより、ケーブルレス型探鉱機システムを用いた場合の、反射法地震探査の振動データを取得することができる。

図２は、トリガ同期型発振の応答遅延時間特性を説明するための特性図である。ケーブルレス型探鉱機システムにおける人工震源の発振特性には、トリガ同期型発振とＧＰＳ同期型発振の２種類がある。トリガ同期型発振は、ソース・コントローラ１４０が発振トリガ信号１５２を受信してから、所定時間経過後に発振を開始する特徴がある。

具体的には、図２に示すように、発振要求信号１５１を受信した震源管理部１３０が、時刻Ｔ１で発振トリガ信号１５２をソース・コントローラ１４０に出力した場合、ソース・コントローラ１４０から震源管理部１３０に対して、所定時間経過後、すなわち応答遅延時間Ｄ１後の時刻Ｔ２に、発振を開始する時刻を示す発振開始タイミング信号１５３が出力される。この後、震源管理部１３０が、時刻Ｔ３で発振トリガ信号１５２をソース・コントローラ１４０に出力した場合、ソース・コントローラ１４０から震源管理部１３０に対して、所定時間経過後、例えば、応答遅延時間Ｄ２後の時刻Ｔ４に、発振開始タイミング信号１５３が出力される。この際、応答遅延時間Ｄ１（＝Ｔ２−Ｔ１）、Ｄ２（＝Ｔ４−Ｔ３）は等しい関係となる。即ち、トリガ同期型発振の場合、発振トリガ信号１５２に応答して、ソース・コントローラ１４０からは、常に一定の応答遅延時間Ｄ１後に発振開始タイミング信号１５３が出力される。

図３は、ＧＰＳ同期型発振の応答遅延時間特性を説明するための特性図である。ＧＰＳ同期発振は、人工震源の発振開始タイミングが、センサ端末１２０に用いるセンサのサンプリング・タイミングと一致するように調整されるので、ソース・コントローラ１４０が、発振トリガ信号１５２を受信してから、人工震源が発振を開始するまでの応答遅延時間が変動する特徴がある。

具体的には、図３に示すように、時刻Ｔ１で震源管理部１３０から発振トリガ信号１５２が出力された場合、ソース・コントローラ１４０は、人工震源の発振開始タイミングとセンサのサンプリング・タイミングとが一致するように、時刻Ｔ２で発振開始タイミング信号１５３を震源管理部１３０に出力する。次に、時刻Ｔ３で震源管理部１３０から発振トリガ信号１５２が出力された場合、ソース・コントローラ１４０は、人工震源の発振開始タイミングとセンサのサンプリング・タイミングとが一致するように、応答遅延時間Ｄ１とは異なる時間を経過した後、時間Ｔ４で発振開始タイミング信号１５３を震源管理部１３０に出力する。この場合、応答遅延時間Ｄ１（＝Ｔ２−Ｔ１）、Ｄ２（＝Ｔ４−Ｔ３）は異なる関係となる。

このように、トリガ同期発振とＧＰＳ同期発振では応答遅延時間特性が異なるため、ソース・コントローラ１４０からの応答遅延時間を２回計測し、計測結果から、Ｄ１＝Ｄ２である場合にはトリガ同期型発振と判定し、Ｄ１とＤ２が異なる場合にはＧＰＳ同期型発振であると判定し、この判定結果に従ってタイミング調整量を算出し、算出結果を各センサ端末１２０または震源管理部１３０へ設定し、センサのサンプリング・タイミングと人工震源の発振開始タイミングとを一致させることとしている。

この際、管理装置１１０は、震源管理部１３０に対しては、発振要求信号１５１を受信してから発振トリガ信号１５２を出力するまでのタイミングを調整する調整時間として、トリガ出力・タイミング調整量（第１のタイミング調整量）を設定し、各センサ端末１２０に対して、センサのサンプリング・タイミングに対するタイミング調整時間として、サンプリング・タイミング調整量（第２のタイミング調整量）を設定する。

図４は、トリガ同期型発振の場合のタイミング調整量の算出方法を説明するための特性図である。

管理装置１１０で起振車１００の発振タイミング特性（応答遅延時間特性）がトリガ同期型発振と判定された場合、震源管理部３００は、探鉱機システムが提供する最大サンプリング周期のサンプリング・タイミングと発振開始タイミング信号１５３とが同期するように、発振トリガ信号１５２の出力タイミングをトリガ出力・タイミング調整量（第１のタイミング調整量）に従って調整する。なお、この際、各センサ端末１２０に対するサンプリング・タイミング調整量は０に設定される。ここで、探鉱機システムのセンサのサンプリング周期は、例えば、２ミリ秒、４ミリ秒、８ミリ秒など、通常２ミリ秒（基本サンプリング周期）の整数倍であるため、発振開始タイミング信号１５３は、探鉱機システムが提供する最大サンプリング周期のサンプリング・タイミングに同期していれば、探鉱機システムが提供する全てのサンプリング周期に対して同期できる。

この際、図４には、震源管理部１３０が、発振要求信号１５１を時刻Ｔ０で受信し、時刻Ｔ０から、ソース・コントローラ１４０の応答遅延時間Ｄ１経過後に、最初に訪れるセンサのサンプリング・タイミングをＴ２とした場合の例を示している。ここで、センサの最大サンプリング周期をＳＰ＿ｍａｘ秒とし、センサのサンプリング・タイミングを０時０分０秒＋ＳＰ＿ｍａｘ×Ｎ（ただし、Ｎは整数）であるとすると、トリガ出力・タイミング調整量（第１のタイミング調整量）は、次の数１式で求めることができる。
ここで、ΔＴ＿ｔｒｇは、トリガ出力・タイミング調整量を意味し、ｍｏｄは剰余演算子である。

即ち、トリガ同期型発振では、震源管理部１３０は、発振要求信号１５１を受信後に、トリガ出力・タイミング調整量だけ待って発振トリガ信号１５２をソース・コントローラ１４０に出力することで、センサのサンプリング・タイミングと起振車１００の発振開始タイミング１５３とを一致させることができる。

図５は、ＧＰＳ同期型発振の場合のタイミング調整量の算出方法を説明するための特性図である。

管理装置１１０で起振車１００の発振タイミング特性（応答遅延時間特性）がＧＰＳ同期型発振と判定された場合、センサ端末１２０は、センサのサンプリング・タイミングと発振開始タイミング信号１５３とが同期するように、センサのサンプリング・タイミングをサンプリング・タイミング調整量に従って調整する。この際、サンプリング・タイミング調整量は、センサに設定されるサンプリング周期毎にその値が異なる。また、震源管理部１３０に設定されるトリガ出力・タイミング調整量は０（ただし、任意の値でもよい）に設定される。

ＧＰＳ同期型発振の場合、発振トリガ信号１５２を受信後、ソース・コントローラ１４０から出力される発振開始タイミング信号１５３は、人工震源が想定するセンサのサンプリング・タイミングに一致するように出力される。この際、反射法地震探査では、８ミリ秒の２のべき乗の１倍をサンプリング周期として設定するのが一般的であるため、発振開始タイミング信号１５３が出力され得るタイミングは、少なくとも８ミリ秒の２のべき乗倍以上の間隔で周期的に訪れる。即ち、８ミリ秒の２のべき乗の１倍をサンプリング周期とする場合、時刻Ｔ２と同一タイミングでサンプリングできるように、センサのサンプリング・タイミングを調整することによって、センサのサンプリング・タイミングと起振車１００の発振開始タイミングとが必ず一致するようになる。

この際、図５には、発振トリガ信号１５２を時刻Ｔ１でソース・コントローラ１４０が受信し、その後、ソース・コントローラ１４０が時刻Ｔ２で発振開始タイミング信号１５３を出力した場合の例を示している。ここで、センサのサンプリング周期をＳＰ秒とし、センサのサンプリング・タイミングを０時０分０秒＋ＳＰ×Ｎ（ただし、Ｎは整数）であるとすると、サンプリング・タイミング調整量（第２のタイミング調整量）は、次の数２式で求めることができる。
ここで、ΔＴ＿ｓｍｐは、サンプリング・タイミング調整量を意味し、ｍｏｄは剰余演算子である。

即ち、ＧＰＳ同期型発振では、センサ端末１２０が、センサのサンプリング・タイミングをサンプリング・タイミング調整量だけ遅延させることによって、センサのサンプリング・タイミングと起振車１００の発振開始タイミング（発振開始タイミング信号１５３の出力タイミング）とを一致させることができる。

図６は、ケーブルレス型探鉱機システムの全体構成を示す構成図である。図６において、ケーブルレス型探鉱機システム１０は、管理装置１１０と、複数のセンサ端末１２０−ａ、１２０−ｂ（以下、センサ端末１２０と称することがある。）と、震源管理部（震源管理ユニット）１３０とを有し、管理装置１１０と各センサ端末１２０がネットワーク６１０を介して接続される。図６では管理装置１１０と震源管理部１３０および管理装置１１０と各センサ端末１２０を通信可能なように接続した状態を示しているが、探査オペレーション・フェーズではそれぞれの接続は切り離され、互いに通信できない構成にもなる。

管理装置１１０は、震源管理部１３０及び各センサ端末１２０とネットワーク６１０を介して情報の送受信を行って、震源管理部１３０及び各センサ端末１２０を管理するコンピュータ装置であって、処理部１１１と、記憶部１１２と、複数の通信部１１３、１１４を有し、各部が内部バス１１５を介して互いに接続される。

処理部１１１は、管理装置１１０全体を統括制御するプロセッサで構成され、各センサ端末１２０や震源管理部１３０に対する設定処理などを実行する。記憶部１１２は内部ストレージとして構成され、この記憶部には、各種情報や各種プログラムが格納される。通信部１１３は、ネットワーク６１０を介して各センサ端末１２０と通信を行う通信インタフェースとして構成される。通信部１１４は、震源管理部１３０と通信を行う通信インタフェースとして構成される。

各センサ端末１２０は、人工震源の発振に伴って地層を伝播する反射波を、サンプリング・タイミング周期に従って受信して振動データを生成するセンサを管理する端末であって、通信部１２１と、制御部１２２と、記憶部１２３と、ＧＰＳ受信部１２４と、センサ部１２５と、アンテナ部１２６から構成される。

通信部１２１は、ネットワーク６１０を介して管理装置１１０と通信を行う通信インタフェースとして構成される。制御部１２２は、センタ端末１２０を統括制御するプロセッサで構成される。記憶部１２３は各種情報やプログラムを格納する内部ストレージとして構成される。センサ部１２５は、起振車１００が発する振動が地中の地層で反射し、その反射波が伝播した場合、その反射波を受信するジオフォンを有し、反射波を受信した際に、振動データを生成して制御部１２２に転送する。ＧＰＳ受信部１２４は、アンテナ部１２６がＧＰＳ電波を受信した際に、受信した電波を基に時刻信号を制御部１２２に出力する。この際、制御部１２２は、ＧＰＳ受信部１２４の受信による受信電波から得られた時刻を基準に各種の処理を実行する。

震源管理部１３０は、人工震源を制御するソース・コントローラ１４０と信号の送受信を行うコンピュータユニットであって、通信部１３１と、制御部１３２と、記憶部１３３と、ＧＰＳ受信部１３４と、遅延調整部１３５と、トリガ発行部１３６と、計測部１３７と、タイミング受信部１３８と、アンテナ部１３９を備えて構成される。この際、震源管理部１３０は、送受信の対象となる信号のうちソース・コントローラ１４０に出力する発振トリガ信号１５２の出力タイミングと、発振トリガ信号１５２が出力された後、ソース・コントローラ１４０から出力される発振開始タイミング信号１５３の受信タイミングを含む情報を発振タイミング特性情報に属するとして管理する。制御部１３２には、表示部としてのタッチパネル１６０が接続される。なお、タッチパネル１６０を管理装置１１０の処理部１１１に接続することもできる。

通信部１３１は、管理装置１１０の通信部１１４と通信を行う通信インタフェースとして構成される。制御部１３２は、震源管理部１３０全体を統括制御するプロセッサで構成され、記憶部１３３に記憶された情報やプログラムを基に各種の処理を実行する。記憶部１３３は、各種情報やプログラムを記憶する内部ストレージとして構成される。ＧＰＳ受信部１３４は、アンテナ部１３９の受信によるＧＰＳ電波を受信した際に、受信した電波を基に時刻信号を遅延調整部１３５とタイミング受信部１３８に出力する。

遅延調整部１３５は、発振ボタン１５０の操作に伴って発振要求信号１５１を受信した場合、トリガ信号１５２を設定時間遅延させるための処理を行い、処理結果をトリガ発行部１３６に出力する。即ち、遅延調整部１３５は、トリガ同期型発振の場合、数１式で算出されたトリガ出力・タイミング調整量だけ、発振トリガ信号１５２を出力するタイミングを遅らせる処理を行う。なお，遅延調整部１３５がトリガ出力・タイミング調整量の算出に必要なパラメータは制御部１３２から提供される。トリガ発行部１３６は、発振トリガ信号１５２をソース・コントローラ１４０に出力する。タイミング受信部１３８は、ソース・コントローラから出力される発振開始タイミング信号１５３を検出し、検出した時刻を発振開始時刻として記憶部１３３に記憶させる。計測部１３７は、計測時に、発振トリガ信号１５２と発振開始タイミング信号１５３を取り込み、両者の差から応答遅延時間Ｄ１、Ｄ２を計測し、計測結果を制御部１３２に転送する。この際、制御部１３２は、計測結果を記憶部１３３に記憶するとともに、タッチパネル１６０の表示画面上に表示し、さらに、計測結果や記憶部１３３に格納された情報等を通信部１３１を介して管理装置１１０に転送する。

図７Ａは、管理装置における記憶部の構成図である。図７Ａにおいて、管理装置１１０の記憶部１１２には、発振タイミング特性テーブル情報７０１と、サンプリング周期設定手段７０２と、発振特性判定手段７０３と、タイミング調整量算出手段７０４と、サンプリング・タイミング設定手段７０５と、トリガ出力・タイミング設定手段７０６と、発振特性判定閾値情報７０７と、最大サンプリング周期情報７０８が格納される。

発振タイミング特性テーブル情報７０１は、震源識別名称、モード、代表応答遅延時間、代表発振開始時刻から構成される（図７Ｂ参照）。サンプリング周期設定手段７０２は、センサ端末１２０の各センサにサンプリング周期を設定するためのプログラムである。発振特性判定手段７０３は、計測部１３７の計測結果を基に起振車１００の発振タイミング特性がＧＰＳ同期型発振かトリガ同期型発振かを判定するためのプログラムである。タイミング調整量算出手段７０４は、数２式に従ってセンサのサンプリング・タイミング調整量を算出するためのプログラムである。サンプリング・タイミング設定手段７０５はタイミング調整量算出手段７０４の算出結果（数２式の算出結果）に従って各センサにサンプリング・タイミングを設定するためのプログラムである。トリガ出力・タイミング設定手段７０６は、遅延調整部１３５がトリガ出力・タイミング調整量の算出に必要なパラメータ（即ち，代表応答遅延時間情報９０１と最大サンプリング周期情報９０２）を震源管理部１３０の記憶部１３３に設定するためのプログラムである。最大サンプリング周期情報７０８はセンサへ設定可能な最大サンプリング周期である。発振特性判定閾値情報７０７は、発振タイミング特性判定手段７０３が起振車１００の発振タイミング特性を判定する際に用いる閾値Ｔｈに関する情報である。この情報としては、例えば５０マイクロ秒が用いられる。

この際、管理装置１１０の処理部１１１は、記憶部１１２に記憶された情報（震源管理部の管理による計測結果情報９０５）を基に人工震源の発振特性を判定し、この判定結果に従って、発振タイミング特性テーブル情報７０１へ発振特性に関する情報を追加する。

図７Ｂは、発振タイミング特性テーブル情報の構成図である。発振タイミング特性テーブル情報はユーザが所有する１つ以上の人工震源の発振タイミング特性を管理するテーブルである。図７Ｂでは３種類の人工震源（すなわち、Ｓｏｕｒｃｅ１、Ｓｏｕｒｃｅ２、Ｓｏｕｒｃｅ３）の発振タイミング特性を管理している例を示している。図７Ｂにおいて、発振タイミング特性テーブル情報７０１は、震源識別名称７０１Ａと、モード７０１Ｂと、代表応答遅延時間７０１Ｃと、代表発振開始時刻７０１Ｄから構成される。震源識別名称７０１Ａには、人工震源の名称として、例えば「Ｓｏｕｒｃｅ１」の情報が格納される。モード７０１Ｂには、人工震源の発振特性がトリガ同期型発振の場合、「Ｔｒｉｇｇｅｒ」の情報が格納される。なお、起振車１００の人工震源の発振特性が、ＧＰＳ同期型発振である場合には、「ＧＰＳ」の情報が格納される。代表応答遅延時間７０１Ｃ（ここではＤと表現する）には、トリガ同期型発振の場合、計測部１３７で計測された応答遅延時間Ｄ１に相当する情報として、「Ｄｅｌａｙ１」の情報が格納される。代表発振開始時刻７０１Ｄ（ここではＴと表現する）には、トリガ同期型発振の場合、発振開始時刻の代表を示す値であって、Ｔ＝０を示す情報である「０」が格納される。なお、ＧＰＳ同期型発振の場合、代表応答遅延時間７０１Ｃには「０」が格納され、代表発振開始時刻７０１Ｄには、計測時にタイミング受信部１３８が発振開始タイミング信号を受信した時刻Ｔ２に相当する情報として、「Ｔｉｍｅ２」が格納される。

図８は、センサ端末における記憶部の情報の構成図である。図８において、センサ端末１２０の記憶部１２３には、サンプリング周期情報８０１と、サンプリング・タイミング調整量情報８０２と、サンプリング・タイミング調整手段８０３と、サンプリング手段８０４が格納される。

サンプリング周期情報８０１は、センサ端末１２０の各センサに設定されるサンプリング周期に関する情報であって、例えば、２ミリ秒などの情報である。サンプリング・タイミング調整量情報８０２は、センサ端末１２０の各センサに設定されるサンプリング・タイミングを調整するための情報であって、サンプリング・タイミング調整量算出手段７０４によって算出された情報である。サンプリング・タイミング調整手段８０３は、センサ端末１２０の各センサのサンプリング・タイミングを、サンプリング・タイミング調整量算出手段７０４の算出結果に従って調整するためのプログラムである。サンプリング手段８０４は、センサ端末１２０の各センサが振動データのサンプリングを行うためのプログラムである。

図９は、震源管理部における記憶部の情報の構成図である。図９において、震源管理部１３０の記憶部１３３には、代表応答遅延時間情報９０１と、最大サンプリング周期情報９０２と、基本サンプリング・タイミング情報９０３と、計測位相調整量情報９０４と、計測結果情報９０５と、発振開始時刻情報９０６と、タイミング・エラー検出手段９０７と、タイミング・エラーログ情報９０８と、発振タイミング特性情報９０９と、震源識別名称情報９１０と、代表発振開始時刻情報９１１が格納される。

代表応答遅延時間情報９０１は、数１式に使用されるＤ１の値であり、発振タイミング特性テーブル情報７０１にある代表応答遅延時間７０１Ｃのうち、選択された人工震源の代表応答遅延時間を示す情報である。例えば、Ｓｏｕｒｃｅ１が選択された場合はＤｅｌａｙ１の情報である。最大サンプリング周期情報９０２は、センサ端末１２０の各センサに設定されるサンプリング周期であって、設定可能な最大周期を示す情報、例えば、８ミリ秒である。基本サンプリング・タイミング情報９０３は、ＧＰＳが提供する時刻で、センサのサンプリング・タイミングが０時０分０秒＋ＳＰ×Ｎ（ただし、ＳＰはサンプリング周期、Ｎは整数）である場合、サンプリング・タイミング調整量（数２式）＝０の時のサンプリング・タイミングを示す情報である。

計測位相調整量情報９０４は、位相調整処理で用いる値であって、例えば１ミリ秒を示す情報である。計測結果情報９０５は、計測部１３７の計測結果を示す情報である。発振開始時刻情報９０６は、タイミング受信部１３８が受信した発振開始タイミング信号１５３の受信時刻に相当する発振開始時刻を示す情報である。タイミング・エラー検出手段９０７は、オペレーション・フェーズ（オペレーション時）において、基準タイミングと発振トリガ信号１５２の発生タイミングとの差などを検出するためのプログラムである。タイミング・エラーログ情報９０８は、タイミング・エラー検出手段９０７の検出結果を示す情報である。発振タイミング特性情報９０９は、人工震源の発振特性がトリガ型発振かＧＰＳ型発振かを示す情報である。震源識別名称情報９１０は、人工震源の名称を識別するための情報である。代表発振開始時刻情報９１１は、数２式に使用されるＴ２の値であり、発振タイミング特性テーブル情報７０１にある代表発振開始時刻７０１Ｄのうち、選択された人工震源の代表発振開始時刻を示す情報である。

図１０は、ケーブルレス型探鉱機システムの全体の処理を説明するためのフローチャートである。図１０において、ケーブルレス型探鉱機システム１０における処理は３つのフェーズから構成される。まず、人工震源の特性判定フェーズでは、震源管理部１３０で人工震源の応答時刻と応答遅延時間（これらを第１のタイミング特性情報とも呼ぶ）を計測し、その計測結果に基づいて、震源管理部１３０又は管理装置１１０でトリガ同期型発振かＧＰＳ同期型発振かを判定し、この判定結果を基に、タイミング調整量（第１のタイミング調整量又は第２のタイミング調整量）を算出するのに必要な情報を人工震源の識別名称とともに、記憶部１１２の発振タイミング特性テーブル情報７０１に記録する（Ｓ１１）。

機器設定フェーズでは、使用する人工震源の識別名称に基づいて、センサ端末１２０と震源管理部１３０がタイミング調整を行うために必要な情報を各機器へ設定する（Ｓ１２）。

探査オペレーション・フェーズでは、センサ端末１２０のセンサのサンプリング・タイミングと起振車１００の発振開始タイミングとを一致させたデータの取得を行い、両者のタイミングが一致しない場合には、アラートを発する処理を行う（Ｓ１３）。

図１１は、人工震源の特性判定フェーズの処理を説明するためのフローチャートである。この処理は応答遅延時間の計測時の処理として実行される。

図１１において、オペレータは、ソース・コントローラ１４０へ震源管理部１３０を接続し（Ｓ２１）、震源管理部１３０の動作モードを計測モードに設定する（Ｓ２２）。この動作モードの設定方法は、機器上に取り付けられたスイッチであってもよいし、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）上で設定してもよい。この計測モードでは、発振ボタンの操作によって発生する発振要求信号１５１は、計測のための計測開始信号として震源管理部１３０によって識別される。

この後、オペレータが発振ボタン１５０を操作すると、発振要求信号１５１が震源管理部１３０へ出力され、遅延調整部１３５は、発振要求信号１５１を計測開始信号として受信する（Ｓ２３）。なお、発振ボタンは、機器に付属するボタンであってもよいし、ＧＵＩ上に存在するボタンであってもよい。

計測開始信号を受信した遅延調整部１３５は、計測開始信号を受信した受信時刻をＧＰＳ受信部１３４から時刻Ｔ１として取得し（Ｓ２４）、取得した時刻Ｔ１を記憶し、ただちにトリガ発行部１３６へトリガ発行としてトリガ発行信号を出力する（Ｓ２５）。トリガ発行信号を受信したトリガ発行部１３６は、発振トリガ信号１５２をソース・コントローラ１４０へ出力する。

その後、タイミング受信部１３８は、ソース・コントローラ１４０からの応答信号として、発振開始タイミング信号１５３を受信し、応答検出した場合（Ｓ２６）、その検出時刻を時刻Ｔ２としてＧＰＳ受信部１３４から取得して記憶する（Ｓ２７）。

この後、計測部１３７は、トリガ発行部１３６とタイミング受信部１３８に記憶された情報を基に計測１回目の応答遅延時間Ｄ１を、時刻Ｔ２と時刻Ｔ１を用いて遅延Ｄ１として算出する（Ｓ２８）。ここで、応答遅延時間Ｄ１と時刻Ｔ２を含む情報を第１のタイミング特性情報と呼ぶ。

次に、制御部１３２は、記憶部１３３に記憶された計測位相調整量情報９０４と時刻Ｔ１を基に位相調整処理を実行し、処理結果を遅延調整部１３５へ出力する（Ｓ２９）。この際、遅延調整部１３５は、計測位相調整量情報９０４と時刻Ｔ１を基に、トリガ発行部１３６に対して、次のトリガ発行信号を出力する出力時刻を決定する。この出力時刻は、Ｔｏｕｔ＝時刻Ｔ１＋２ミリ秒×Ｎ＋（計測位相調整量情報９０４）で表される。Ｎは整数である。このとき、計測位相調整量情報９０４としては、例えば１ミリ秒が用いられる。また遅延調整部１３５は、出力時刻Ｔｏｕｔで、その時刻をＧＰＳ受信部１３４から、時刻Ｔ３として取得するとともに記憶し（Ｓ３０）、トリガ発行としてトリガ発行信号をトリガ発行部１３６へ出力する（Ｓ３１）。この後、トリガ発行部１３６は、発振トリガ信号１５２をソース・コントローラ１４０へ出力する。

この計測位相調整量情報９０４を用いた位相調整処理は、１回目の計測と２回目の計測との間で、ＧＰＳ同期型発振の人工震源を、トリガ同期型発振の人工震源と誤って判定することを避けるために必要な処理である。ＧＰＳ同期型発振の場合、２回目の発振トリガ信号１５２のタイミングの組み合わせによっては、偶然的に、応答遅延時間Ｄ１とＤ２が同じ値になることがあり得る。これは、１回目と２回目の発振トリガ信号１５２の間隔が、人工震源が発振開始タイミング信号を出力可能な周期の整数倍になった場合に発生する。ＧＰＳ同期型発振が同期するセンサのサンプリング周期は２ミリ秒が一般的であるため、少なくとも、１回目と２回目の発振トリガ信号１５２の間隔が、２ミリ秒の整数倍にならないようにすることで、誤った判定を回避できる。この際、震源管理部１３０では、２回以上の計測処理のうち２回目以降の計測処理における発振トリガ信号１５２の出力タイミングを、１回目の計測処理における発振トリガ信号１５２の出力タイミングと２回目の計測処理における発振トリガ信号１５２の出力タイミングとの間隔が、センサに対するサンプリング・タイミング周期の整数倍とは異なるタイミングとなるように調整する。即ち、１ミリ秒程度の調整時間が好ましく、計測位相調整量情報９０４は、１ミリ秒程度の値が好ましい。

ステップＳ３１の後、タイミング受信部１３８は、ソース・コントローラ１４０からの応答信号として、発振開始タイミング信号１５３を検出（応答検出）した場合（Ｓ３２）、その検出時刻をＧＰＳ受信部１３４から時刻Ｔ４として取得し、取得した時刻Ｔ４を記憶する（Ｓ３３）。

次に、計測部１３７は、計測２回目の応答遅延時間Ｄ２を、時刻Ｔ４と時刻Ｔ３を用いて遅延Ｄ２として算出する（Ｓ３４）。この際、計測部１３７は、制御部１３２に、１回目と２回目の計測結果を出力し、制御部１３２は、記憶部１３３に各計測結果を記憶する。１回目の計測結果と２回目の計測結果はそれぞれ計測結果情報９０５として記憶部１３３に記憶される。また、タイミング受信部１３８が応答検出した時刻Ｔ２の値も発振開始時刻情報９０６として記憶される。その後、それら記憶された情報は制御部１３２によって通信部１３１を介して管理装置１１０の記憶部１１２に転送される。この転送方法は、Ｗｉｆｉのような無線通信でも、ＥＴＨＥＲのような有線通信でも、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ経由でもよい。

次に、管理装置１１０の処理部１１１は、記憶部１１２に格納された発振特性判定手段７０３を起動し、記憶部１１２に格納された計測結果情報９０５を基に、発振特性が、ＧＰＳ同期型発振かトリガ同期型発振かを判定する（Ｓ３５）。具体的には、処理部１１１は、｜Ｄ１−Ｄ２｜が閾値Ｔｈよりも小さいか否かを判定し（Ｓ３５）、このステップＳ３５で肯定（Ｙｅｓ）の判定結果を得た場合、発振特性がトリガ同期型発振であるとして、発振タイミング特性テーブル情報７０１のモード７０１Ｂに格納すべき情報をｍｏｄｅ＝Ｔｒｉｇｇｅｒとして生成し、代表応答遅延時間７０１Ｃに格納すべき情報を、Ｄ＝Ｄ１（Ｄｅｌａｙ１）として生成し、代表発振開始時刻７０１Ｄに格納すべき情報を、Ｔ＝０として生成する（Ｓ３６）。ここで、代表応答遅延時間と代表発振開始時刻を含む情報を第２のタイミング特性情報と呼ぶ。

一方、ステップＳ３５で否定（Ｎｏ）の判定結果を得た場合、処理部１１１は、発振特性がＧＰＳ同期型発振であるとして、発振タイミング特性テーブル情報７０１のモード７０１Ｂに格納すべき情報としてｍｏｄｅ＝ＧＰＳを生成し、代表応答遅延時間７０１Ｃに格納すべき情報として、Ｄ＝０を生成し、代表発振開始時刻７０１Ｄに格納すべき情報として、Ｔ＝Ｔ２（Ｔｉｍｅ２）を生成する（Ｓ３７）。

次に、処理部１１１は、ステップＳ３６又はステップＳ３７で生成された情報を記憶部１１２へ記録し（Ｓ３８）、このルーチンでの処理を終了する。この際、処理部１１１は、ステップＳ３８では、発振タイミング特性テーブル情報７０１の震源識別名称７０１Ａに震源識別名称（Ｓｏｕｒｃｅ ｎａｍｅ）を記録し、モード７０１Ｂには、ＧＰＳ同期型発振かトリガ同期型発振かを示すモード情報（ｍｏｄｅ＝「Ｔｒｉｇｇｅｒ」又は「ＧＰＳ」）を記録し、代表応答遅延時間７０１Ｃに、代表応答遅延時間として、Ｄ＝Ｄ１又はＤ＝０を記録し、代表発振開始時刻７０１Ｄに、代表発振開始時刻として、Ｔ＝０又はＴ＝Ｔ２を記録する。なお、ステップＳ３５〜Ｓ３７までの処理は、震源管理部１３０の制御部１３２で行うこともできる。

この際、震源管理部１３０では、計測時（計測モードの設定時）に、発振ボタン１５０の操作に伴って入力される発振要求信号１５１を受信した場合、送受信の対象となる信号のタイミングとして、ソース・コントローラ１４０に出力する発振トリガ信号１５２の出力タイミングと、その後、ソース・コントローラ１４０から出力される発振開始タイミング信号１５３の受信タイミングを計測する第１の処理と、発振トリガ信号１５２の出力タイミングと発振開始タイミング信号１５３の受信タイミングとの差から応答遅延時間を算出する第２の処理とを含む計測処理を少なくとも２回以上実行し、各実行結果を発振タイミング特性情報９０９に属する情報として記憶すると共に管理装置１１０に転送する。

また、管理装置１１０の処理部１１１では、震源管理部１３０の計測処理で得られた２回以上の実行結果を含む計測結果情報９０５を基に、１回目の計測処理で算出された応答遅延時間と２回目の計測処理で算出された応答遅延時間が等しい関係にある場合、人工震源の発振特性をトリガ同期型発振であると判定し、１回目の計測処理で算出された応答遅延時間と２回目の計測処理で算出された応答遅延時間が異なる関係にある場合、人工震源の発振特性をＧＰＳ同期型発振であると判定することができる。

図１２は、タッチパネルの表示例を説明するための構成図である。図１２において、タッチパネル１６０は、震源管理部１３０の制御部１３２または管理装置１１０の処理部１１１に接続可能な表示装置（モニタ）又は表示部であって、タッチパネル１３０の表示画面には、震源管理部１３０の動作モードをオペレーションモードに切り替えるためのオペレーションタブ１６１と、震源管理部１３０の動作モードを計測モードに切り替えるための計測タブ１６２と、震源管理部１３０の動作モードを設定モードに切り替えるための設定タブ１６３と、震源管理部１３０の動作モードをデータ出力モードに切り替えるためのデータ出力タブ１６４が配置されるとともに、計測モードのオン・オフを切り替えるための計測モードボタン１６５と、震源管理部１３０に計測開始を指示するための計測開始ボタン１６６が配置され、震源識別名称（Ｓｏｕｒｃｅ ｎａｍｅ）に隣接して、人工震源の震源識別名称を入力するための入力インタフェース１６７が配置され、さらに、これらの下側の表示領域には、震源管理部１３０の計測処理における処理結果を表示するための出力ウィンドウ１６８が配置される。

オペレーションタブ１６１がクリックされた場合、オペレーションモードとして、探査オペレーション・フェーズの処理が実行され、計測タブ１６２がクリックされた場合、計測モードとして、人工震源の特性判定フェーズの処理が実行され、設定タブ１６３がクリックされた場合、機器設定フェーズの処理が実行される。また、データ出力タブ１６４がクリックされた場合、センサの受信データや計測結果を示すデータなどが出力される。計測モードボタン１６５は、発振特性を計測するときに操作されるボタンである。計測開始ボタン１６６は、発振特性の計測を開始するときに用いられるボタンである。入力インタフェース１６７には、人工震源の震源識別名称が入力される。出力ウィンドウ１６８には、計測部１３７の計測結果、例えば、計測１回目の計測結果と計測２回目の計測結果が表示されるとともに、モード（Ｍｏｄｅ）の判定結果、即ち、人工震源の発振特性が、ＧＰＳ同期型発振かトリガ同期型発振かを示す情報が表示される。

図１３は、計測時の処理を説明するためのシーケンス図である。図１３において、オペレータ１７０が発振ボタン１５０を操作すると、発振要求信号１５１が計測開始信号として震源管理部１３０に入力される。震源管理部１３０は、計測開始信号に応答して、発振トリガ信号１５２をソース・コントローラ１４０に出力する。その後、ソース・コントローラ１４０は、アクチュエータに制御信号を出力するとともに、発振開始タイミング信号１５３を震源管理部１３０に出力する。このとき、震源管理部１３０は、発振トリガ信号１５２と発振開始タイミング信号１５３を用いて応答遅延時間Ｄ１を算出するための遅延時間算出処理を実行する（Ｓ４１）。

この後、震源管理部１３０は、発振トリガ信号１５２をソース・コントローラ１４０に出力し、その後、ソース・コントローラ１４０から出力される発振開始タイミング信号１５３を受信し、２回目の発振トリガ信号１５２と２回目の発振開始タイミング信号１５３を用いて応答遅延時間Ｄ２を算出するための遅延時間算出処理を実行する（Ｓ４２）。

次に、震源管理部１３０は、各遅延時間算出処理の処理結果を計測結果として管理装置１１０に転送する。管理装置１１０は、計測結果を基に、人工震源の発振特性がトリガ同期型発振かＧＰＳ同期型発振かを判定するための発振タイミング特性判定処理を実行し（Ｓ４３）、処理結果を記憶部１１２の発振タイミング特性テーブル情報７０１に登録するための登録処理を実行する（Ｓ４４）。

図１４は、機器設定フェーズにおける設定時の処理を説明するためのフローチャートである。まず、オペレータ１７０は、使用する人工震源を選択し（Ｓ５１）、センサ端末１２０に適用するサンプリング周期ＳＰを選択する（Ｓ５２）。この後、管理装置１１０は、人工震源の発振特性がＧＰＳ同期型発振である場合、数２式を用いてセンサのサンプリング・タイミング調整量を算出し（Ｓ５３）、この算出結果とサンプリング周期ＳＰを各センサ端末１２０に転送し、各センサに対する設定書き込み処理を実行する（Ｓ５４）。

この後、管理装置１１０は、応答遅延特性情報を震源管理部１３０へ転送し、震源管理部１３０に設定するための処理を実行し（Ｓ５５）、このルーチンでの処理を終了する。ここで、応答遅延特性情報とは、代表応答遅延時間（Ｄ）、代表発振開始時刻（Ｔ）、発振タイミング特性（ｍｏｄｅ）、震源識別名称（Ｓｏｕｒｃｅ ｎａｍｅ）である。

図１５は、機器設定フェーズにおける設定時の処理を説明するためのシーケンス図である。図１５において、オペレータ１７０は、使用する人工震源とセンサ端末１２０に適応するサンプリング周期ＳＰを選択する。この後、管理装置１１０は、人工震源の発振特性がＧＰＳ同期型発振である場合、数２式を用いて、センサのサンプリング・タイミング調整量を算出するための算出処理を実行し（Ｓ６１）、パラメータ設定値として、サンプリング周期ＳＰとサンプリング・タイミング調整量を各センサ端末１２０（１２０−ａ、１２０−ｂ）に転送し、各センサに対する設定変更処理を実行する（Ｓ６２、Ｓ６３）。

この後、管理装置１１０は、応答遅延特性情報を震源管理部１３０へ転送し、応答遅延特性情報として、代表応答遅延時間情報（Ｄ）、代表発振開始時刻情報（Ｔ）、発振タイミング特性情報（ｍｏｄｅ）、震源識別名称情報（Ｓｏｕｒｃｅ ｎａｍｅ）を震源管理部１３０の記憶部１３３に設定するための設定変更処理を実行する（Ｓ６４）。

図１６は、探査オペレーション・フェーズにおけるオペレーション時の処理を説明するためのフローチャートである。まず、オペレータ１７０が発振ボタン１５０を操作したことを条件に、震源管理部１３０の遅延調整部１３５は、発振要求信号１５１を受信し（Ｓ７１）、受信した時刻をＧＰＳ受信部１３４からＴ０として取得し（Ｓ７２）、取得した時刻Ｔ０を基に、数１式のトリガ出力・タイミング調整量を算出し（Ｓ７３）、取得した時刻Ｔ０から、トリガ出力・タイミング調整量秒経過まで待機し（Ｓ７４）、トリガ発行信号をトリガ発行部１３６へ出力する。トリガ発行部１３６は、トリガ発行信号に応答して、ソース・コントローラ１４０に対して発振トリガ信号１５２を出力する（Ｓ７５）。

その後、タイミング受信部１３８は、ソース・コントローラ１４０から発振開始タイミング信号１５３を受信し（Ｓ７６）、受信した時刻をＴ２としてＧＰＳ受信部１３４から取得して記憶する。

この後、制御部１３２は、記憶部１３３に記憶された情報（発振タイミング特性情報９０９）を基に、エラーチェック処理を実行し（Ｓ７７）、この後、エラーチェック処理でエラーがあったか否かを判定する（Ｓ７８）。

ここで、人工震源の発振特性がトリガ同期型発振の場合、制御部１３２は、代表応答遅延時間Ｄ、今回の応答遅延時間Ｄ１、閾値Ｔｈ（＝５０マイクロ秒）を用いて、｜Ｄ−Ｄ１｜の値が閾値Ｔｈよりも大きいならば、タイミング・エラー有りと判定する。これは、ＤとＤ１が一致しない場合、オペレータが機器設定フェーズで誤った機器設定を行った可能性があるためである。人工震源の発振特性がＧＰＳ同期型発振の場合、制御部１３２は、代表発振開始時刻Ｔ、今回の発振開始時刻Ｔ２、センサ端末１２０が提供可能な最大サンプリング周期ＳＰ＿ｍａｘ、閾値Ｔｈを用いて、｜Ｔ−Ｔ２｜ ｍｏｄ ＳＰ＿ｍａｘの値が、閾値Ｔｈよりも大きいならば、タイミング・エラー有りと判定する。これは、｜Ｔ−Ｔ２｜がＳＰ＿ｍａｘの整数倍でない場合、探鉱機システムが提供する全てのサンプリング周期についいて人工震源の発振開始タイミングを一致させられることが保証できないためである。

この後、制御部１３２は、ステップＳ７８で肯定（Ｙｅｓ）の判定結果を得た場合、エラーログを記憶部１３３に書き込み（Ｓ７９）、エラーログの内容をタッチパネル１６０の表示画面上にＧＵＩ表示として表示させる（Ｓ８０）。この際、制御部１３２は、ステップＳ７９では、Ｄ、Ｄ１、Ｔ、Ｔ２、ｍｏｄｅ、Ｓｏｕｒｃｅ ｎａｍｅをタイミング・エラーログとして記憶部１３３に書き込む。

次に、制御部１３２は、ステップＳ７８で否定（Ｎｏ）の判定結果を得た場合、或いはステップＳ８０の後の処理として、発振開始時刻を記憶部１３３に記録し（Ｓ８１）、このルーチンでの処理を終了する。

この際、震源管理部１３０では、オペレーション時に、発振ボタン１５０の操作に伴って入力される発振要求信号１５１を受信した場合、設定された第１のタイミング調整量で発振トリガ信号１５２の出力タイミングを調整し、調整されたタイミングで発振トリガ信号１５２をソース・コントローラ１４０に出力すると共に、発振トリガ信号１５２の出力タイミングを記録し、その後、ソース・コントローラ１４０から出力される発振開始タイミング信号１５３を受信した場合、発振開始タイミング信号１５３を受信した受信タイミングを記録し、人工震源の発振特性がトリガ同期発振である場合、オペレーション時に記録された出力タイミングと受信タイミングとから今回の応答遅延時間を算出し、算出された今回の応答遅延時間と代表応答遅延時間９０１とを比較し、両者の差が閾値Ｔｈより大きい場合、タイミング・エラーありと判定すると共に、タイミング・エラーログを記録し、人工震源の発振特性がＧＰＳ同期型発振である場合、オペレーション時に記録された、発振開始タイミング信号１５３の受信タイミングを示す今回の発振開始時刻と代表発振開始時刻９１１とを比較し、両者の差が閾値Ｔｈより大きい場合、タイミング・エラーありと判定すると共に、タイミング・エラーログを記録する。

図１７は、探査オペレーション・フェーズにおけるオペレーション時の処理を説明するためのシーケンス図である。図１７において、オペレータ１７０が発振ボタン１５０を操作したことを条件に、震源管理部１３０は、発振要求信号１５１を受信し、受信した時刻をＧＰＳ受信部１３４からＴ０として取得する（Ｓ９１）。

次に、震源管理部１３０は、取得した時刻Ｔ０を基に、トリガ出力・タイミング調整量を算出し（Ｓ９２）、取得した時刻Ｔ０から、トリガ出力・タイミング調整量秒経過まで待機し（Ｓ９３）、トリガ発行信号をトリガ発行部１３６へ出力する。震源管理部１３０のトリガ発行部１３６は、トリガ発行信号に応答して、ソース・コントローラ１４０に対して発振トリガ信号１５２を出力する。

その後、ソース・コントローラ１４０は、アクチュエータを駆動すると共に、発振開始タイミング信号１５３を震源管理部１３０に出力する。

この後、震源管理部１３０は、発振開始タイミング信号１５３を受信した時刻をＧＰＳ受信部１３４から取得し、取得した時刻と記憶部１３３に記憶された情報を基に、エラーチェック処理を実行する（Ｓ９４）。この際、震源管理部１３０は、人工震源の発振特性がＧＰＳ同期型発振の場合、｜Ｔ−Ｔ２｜ ｍｏｄ ＳＰ＿ｍａｘ（ＳＰ＿ｍａｘは最大サンプリング周期）が、閾値Ｔｈ（＝５０マイクロ秒）よりも小さいか否かを判定し、トリガ同期型発振の場合には、｜Ｄ−Ｄ１｜が、閾値Ｔｈよりも小さいか否かを判定し、Ｔ２がセンサの最大サンプリング周期のサンプリング・タイミングと同期しているかをチェックする。

この後、震源管理部１３０は、エラーチェック処理でエラーがあった場合、Ｄ、Ｄ１、ｍｏｄｅ、Ｓｏｕｒｃｅ ｎａｍｅをタイミング・エラー情報（タイミング・エラーログ）として、タイミング・エラーログの内容を、オペレータ１７０が管理するタッチパネル１６０の表示画面上に表示し、発振開始時刻を記憶部１３３に記録する（Ｓ９５）。なお、オペレータ１７０にはポップアップなどにより、ＧＵＩを通してタイミング・エラー発生を通知することができる。

本実施例によれば、人工震源の発振特性によらず、人工震源の発振開始タイミングとセンサのサンプリング・タイミングを一致させることができ、結果として、品質の高い振動データ（地震波データ）を取得することができる。即ち、任意の起振車に対し、センサのサンプリング・タイミングと人工震源の発振開始タイミングを一致させることができ、高い信号品質と柔軟性を実現できる。また、ユーザは、既にユーザが所有している人工震源を活用して、品質の高い地震波データを取得できる。

また、本実施例によれば、ＧＰＳを搭載しない人工震源を用いても発振開始タイミングとサンプリング・タイミングを一致させることができるため、任意のケーブル型探鉱機システムと併用しても、品質の高い地震波データを取得できる。例えば、草原と市街地を探査エリアに含む場合、草原エリアにはケーブル型システムのセンサを設置し、市街地エリアにはケーブルレス型システムのセンサ端末を設置するなど、ユーザは、環境状況に適するようにセンサを設置することが可能となり、高い地震波データ品質を維持しつつ、効率のよい資源探査を行うことができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に記録して置くことができる。

１０ ケーブルレス型探鉱機システム、１００ 起振車、１１０ 管理装置、１１１ 処理部、１１２ 記憶部、１１３ 通信部、１１４ 通信部、１２０ センサ端末、１２１ 通信部、１２２ 制御部、１２３ 記憶部、１２４ ＧＰＳ受信部、１２５ センサ部、１２６ アンテナ部、１３０ 震源管理部、１３１ 通信部、１３２ 制御部、１３３ 記憶部、１３４ ＧＰＳ受信部、１３５ 遅延調整部、１３６ トリガ発行部、１３７ 計測部、１３８ タイミング受信部、１３９ アンテナ部、１４０ ソース・コントローラ。

Claims (15)

1. 人工震源を制御するソース・コントローラと信号の送受信を行う震源管理部と、
   前記人工震源の発振に伴って地層を伝播する反射波を、サンプリング・タイミング周期に従って受信して振動データを生成するセンサを管理する複数のセンサ端末と、
   前記震源管理部及び前記各センサ端末とネットワークを介して情報の送受信を行って、前記震源管理部及び前記各センサ端末を管理する管理装置とを有し、
   前記震源管理部は、
   前記送受信の対象となる信号のうち前記ソース・コントローラに出力する発振トリガ信号の出力タイミングと、前記発振トリガ信号が出力された後、前記ソース・コントローラから出力される発振開始タイミング信号の受信タイミングを含む第１のタイミング特性情報を取得するための計測手段と、
   前記管理装置から設定される第２のタイミング特性情報に基づいて前記発振トリガ信号の出力タイミングを調整するための第１のタイミング調整量を算出する手段を有する遅延調整部を有し、
   前記管理装置は、
   前記震源管理部の前記計測手段によって得られた前記第１のタイミング情報を基に前記人工震源の発振特性を判定し、当該判定結果に従って、前記第２のタイミング特性情報を算出する手段と、
   前記第２のタイミング特性情報を前記震源管理部へ設定する手段と、
   前記第２のタイミング特性情報に基づいて、前記各センサ端末のセンサに対するサンプリング・タイミングを調整するための第２のタイミング調整量を算出し、前記第２のタイミング調整量を前記各センサ端末に設定する手段を有することを特徴とする探鉱機システム。
2. 請求項１に記載の探鉱機システムにおいて、
   前記震源管理部は、
   発振ボタンの操作に伴って前記震源管理部に入力される発振要求信号の受信タイミングを基準に、前記発振トリガ信号の出力タイミングを遅延させるための遅延時間として、前記第１のタイミング調整量を算出することを特徴とする探鉱機システム。
3. 請求項１に記載の探鉱機システムにおいて、
   前記管理装置は、
   前記各センサ端末のセンサに対するサンプリング・タイミングを所定時間遅延させるための遅延時間として、前記第２のタイミング調整量を算出することを特徴とする探鉱機システム。
4. 請求項１に記載の探鉱機システムにおいて、
   前記震源管理部は、
   人工震源の前記第１のタイミング特性情報を取得するための計測動作モードを備え、前記計測動作モード時に、発振ボタンの操作に伴って入力される発振要求信号を受信した場合、前記ソース・コントローラに出力する発振トリガ信号の出力タイミングと、前記発振トリガ信号が出力された後、前記ソース・コントローラから出力される発振開始タイミング信号の受信タイミングを計測する第１の処理と、前記発振トリガ信号の出力タイミングと前記発振開始タイミング信号の受信タイミングとの差から応答遅延時間を算出する第２の処理とを含む計測処理を少なくとも２回以上実行し、当該実行結果を前記第１のタイミング特性情報として記憶すると共に前記管理装置に転送することを特徴とする探鉱機システム。
5. 請求項４に記載の探鉱機システムにおいて、
   前記管理装置は、
   前記２回以上の実行結果を含む第１のタイミング特性情報を基に、１回目の計測処理で算出された応答遅延時間と２回目の計測処理で算出された応答遅延時間が等しい関係にある場合、前記人工震源の発振特性をトリガ同期型発振であると判定し、前記判定の結果と第１のタイミング特性情報に基づいて第２のタイミング特性情報を算出し、
   前記１回目の計測処理で算出された応答遅延時間と前記２回目の計測処理で算出された応答遅延時間が異なる関係にある場合、前記人工震源の発振特性をＧＰＳ同期型発振であると判定し、前記判定の結果と第１のタイミング特性情報に基づいて第２のタイミング特性情報を算出することを特徴とする探鉱機システム。
6. 請求項４に記載の探鉱機システムにおいて、
   前記震源管理部は、
   前記２回以上の計測処理のうち前記２回目以降の計測処理における発振トリガ信号の出力タイミングを、前記１回目の計測処理における発振トリガ信号の出力タイミングと前記２回目の計測処理における発振トリガ信号の出力タイミングとの間隔が、前記センサに対する前記サンプリング・タイミング周期の整数倍とは異なるタイミングとなるように調整することを特徴とする探鉱機システム。
7. 請求項１に記載の探鉱機システムにおいて、
   前記震源管理部は、
   前記センサ端末によって振動データを取得するためのオペレーション動作モードを備え、前記オペレーション動作モード時に、発振ボタンの操作に伴って入力される発振要求信号を受信した場合、前記設定された第２のタイミング特性情報に基づいて、第１のタイミング調整量を算出して前記発振トリガ信号の出力タイミングを調整し、前記調整されたタイミングで前記発振トリガ信号を前記ソース・コントローラに出力すると共に前記発振トリガ信号の出力タイミングを記録し、前記ソース・コントローラから出力される発振開始タイミング信号を受信した場合、前記発振開始タイミング信号を受信した受信タイミングを記録し、
   前記人工震源の発振特性がトリガ同期発振である場合、前記オペレーション時に記録された前記出力タイミングと前記受信タイミングとから今回の応答遅延時間を算出し、前記算出された今回の応答遅延時間と前記第２のタイミング特性情報として記録された代表応答遅延時間とを比較し、両者の差に基づいて、タイミング・エラーがあるかないかを判定し、タイミング・エラーがあると判定された場合、タイミング・エラーログを記録し、
   前記人工震源の発振特性がＧＰＳ同期型発振である場合、前記オペレーション時に記録された前記発振開始タイミング信号の受信タイミングを示す今回の発振開始時刻と前記第２のタイミング特性情報として記録された代表発振開始時刻とを比較し、両者の差に基づいて、タイミング・エラーがあるかないかを判定し、タイミング・エラーログを記録することを特徴とする探鉱機システム。
8. 請求項４に記載の探鉱機システムにおいて、
   前記震源管理部で管理される情報を表示する表示部を有し、
   前記表示部は、
   前記震源管理部の動作モードを計測動作モードに切り替えるための計測モードタブと、
   前記震源管理部が前記計測動作モードに切り替えられた際に、前記震源管理部に計測開始を指示するための計測開始ボタンと、
   前記人工震源の震源識別名称を入力するための入力インタフェースと、
   前記震源管理部の計測処理における処理結果を表示するための出力ウィンドウと、を有することを特徴とする探鉱機システム。
9. 人工震源を制御するソース・コントローラと信号の送受信を行う震源管理部と、
   前記人工震源の発振に伴って地層を伝播する反射波を、サンプリング・タイミング周期に従って受信して振動データを生成するセンサを管理する複数のセンサ端末と、
   前記震源管理部及び前記各センサ端末とネットワークを介して情報の送受信を行って、前記震源管理部及び前記各センサ端末を管理する管理装置とを有する探鉱機システムにおける管理方法であって、
   前記震源管理部が、前記送受信の対象となる信号のうち前記ソース・コントローラに出力する発振トリガ信号の出力タイミングと、前記発振トリガ信号が出力された後、前記ソース・コントローラから出力される発振開始タイミング信号の受信タイミングを含む情報を第１のタイミング特性情報として管理する管理ステップと、
   前記管理装置が、前記震源管理部の管理による第１のタイミング特性情報を基に前記人工震源の発振特性を判定し、当該判定結果に従って、第２のタイミング特性情報を算出して管理する管理ステップと、
   前記管理装置が、第２のタイミング特性情報を前記震源管理部へ設定する設定ステップと、
   前記管理装置が、第２のタイミング特性情報に基づいて、前記各センサ端末のセンサに対するサンプリング・タイミングを調整するための第２のタイミング調整量を算出し、前記第２のタイミング調整量を前記各センサ端末に設定する設定ステップと、
   前記震源管理部が、前記管理装置から設定された第２のタイミング特性情報に基づいて、第２のタイミング特性情報に基づいて前記発振トリガ信号の出力タイミングを調整するための第１のタイミング調整量を算出する算出ステップと、
   を有することを特徴とする管理方法。
10. 請求項９に記載の管理方法において、
    前記震源管理部は、
    発振ボタンの操作に伴って前記震源管理部に入力される発振要求信号の受信タイミングを基準に、前記発振トリガ信号の出力タイミングを遅延させるための遅延時間として、前記第１のタイミング調整量を算出することを特徴とする管理方法。
11. 請求項９に記載の管理方法において、
    前記管理装置は、
    前記各センサ端末のセンサに対するサンプリング・タイミングを所定時間遅延させるための遅延時間として、前記第２のタイミング調整量を算出することを特徴とする管理方法。
12. 請求項９に記載の管理方法において、
    前記震源管理部は、
    人工震源の前記第１のタイミング特性情報を取得するための計測動作モードを備え、前記計測動作モード時に、発振ボタンの操作に伴って入力される発振要求信号を受信した場合、前記ソース・コントローラに出力する発振トリガ信号の出力タイミングと、前記発振トリガ信号が出力された後、前記ソース・コントローラから出力される発振開始タイミング信号の受信タイミングを計測する第１の処理と、前記発振トリガ信号の出力タイミングと前記発振開始タイミング信号の受信タイミングとの差から応答遅延時間を算出する第２の処理とを含む計測処理を少なくとも２回以上実行し、当該実行結果を前記第１のタイミング特性情報として記憶すると共に前記管理装置に転送することを特徴とする管理方法。
13. 請求項１２に記載の管理方法において、
    前記管理装置は、
    前記２回以上の実行結果を含む第１のタイミング特性情報を基に、１回目の計測処理で算出された応答遅延時間と２回目の計測処理で算出された応答遅延時間が等しい関係にある場合、前記人工震源の発振特性をトリガ同期型発振であると判定し、前記判定の結果と第１のタイミング特性情報に基づいて第２のタイミング特性情報を算出し、
    前記１回目の計測処理で算出された応答遅延時間と前記２回目の計測処理で算出された応答遅延時間が異なる関係にある場合、前記人工震源の発振特性をＧＰＳ同期型発振であると判定し、前記判定の結果と第１のタイミング特性情報に基づいて第２のタイミング特性情報を算出することを特徴とする管理方法。
14. 請求項１２に記載の管理方法において、
    前記震源管理部は、
    前記２回以上の計測処理のうち前記２回目以降の計測処理における発振トリガ信号の出力タイミングを、前記１回目の計測処理における発振トリガ信号の出力タイミングと前記２回目の計測処理における発振トリガ信号の出力タイミングとの間隔が、前記センサに対する前記サンプリング・タイミング周期の整数倍とは異なるタイミングとなるように調整することを特徴とする管理方法。
15. 請求項９に記載の管理方法において、
    前記震源管理部は、
    前記センサ端末によって振動データを取得するためのオペレーション動作モードを備え、前記オペレーション動作モード時に、発振ボタンの操作に伴って入力される発振要求信号を受信した場合、前記設定された第２のタイミング特性情報に基づいて、第１のタイミング調整量を算出して前記発振トリガ信号の出力タイミングを調整し、前記調整されたタイミングで前記発振トリガ信号を前記ソース・コントローラに出力すると共に前記発振トリガ信号の出力タイミングを記録し、前記ソース・コントローラから出力される発振開始タイミング信号を受信した場合、前記発振開始タイミング信号を受信した受信タイミングを記録し、
    前記人工震源の発振特性がトリガ同期発振である場合、前記オペレーション時に記録された前記出力タイミングと前記受信タイミングとから今回の応答遅延時間を算出し、前記算出された今回の応答遅延時間と前記第２のタイミング特性情報として記録された代表応答遅延時間とを比較し、両者の差が閾値より大きい場合、タイミング・エラーがあるかないかを判定し、タイミング・エラーがあると判定された場合、タイミング・エラーログを記録し、
    前記人工震源の発振特性がＧＰＳ同期型発振である場合、前記オペレーション時に記録された前記発振開始タイミング信号の受信タイミングを示す今回の発振開始時刻と前記第２のタイミング特性情報として記録された代表発振開始時刻とを比較し、両者の差に基づいて、タイミング・エラーがあるかないかを判定し、タイミング・エラーがあると判定された場合、タイミング・エラーログを記録することを特徴とする管理方法。