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