JP7323468B2 - Object positioning system and object positioning method - Google Patents

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Description

本願発明は、測位衛星を用いて対象物の変位を求める技術に関するものであり、より具体的には、温度変化に伴う膨張や収縮を勘案したうえで対象物の変位を求める対象物測位システム、及び対象物測位方法に関するものである。 The present invention relates to a technique for determining the displacement of an object using a positioning satellite. and an object positioning method.

我が国で建設された多くの鉄筋コンクリート構造物(以下、「RC(ReinforcedConcrete)構造物」という。)は、既に長い期間供用されてきた。特に、東京オリンピックを目前にした昭和30年代は、いわゆる建設ラッシュといわれ数多くのRC構造物が構築されたが、これらの構造物も現在では50年以上が経過している。一般にコンクリートの耐久性は50年とも100年ともいわれるが、仮に50年とすると、当時建設された鉄筋コンクリート構造物は相当に老朽化しているはずであり、必要な耐力が失われていることも考えられる。そこで平成26年には、「道路の老朽化対策の本格実施に関する提言(社会資本整備審議会)」がとりまとめられ、平成24年の笹子トンネルの例を挙げて「近い将来、橋梁の崩落など人命や社会装置に関わる致命的な事態を招くであろう」と警鐘を鳴らし、建設インフラの維持管理の重要性を強く唱えている。 Many reinforced concrete structures (hereinafter referred to as "RC (Reinforced Concrete) structures") constructed in Japan have already been in service for a long time. Especially in the 1950s, when the Tokyo Olympic Games were just around the corner, many RC structures were constructed, and more than 50 years have passed since then. It is generally said that the durability of concrete is 50 to 100 years, but if we assume that it is 50 years, the reinforced concrete structures that were built at that time must have deteriorated considerably, and it is also considered that the necessary bearing strength has been lost. be done. Therefore, in 2014, the “Proposals for full-scale implementation of countermeasures against aging roads (Social Infrastructure Development Council)” were compiled. It will lead to a fatal situation related to construction and social equipment," he warned, strongly advocating the importance of maintenance and management of construction infrastructure.

RC構造物は主にコンクリートと鉄筋で構成され、コンクリートが引張力に対して脆弱であることから、この引張力は鉄筋が負担し、コンクリートは圧縮力を負担する。したがって、劣化に伴いコンクリートが圧縮力を負担できなくなるか、あるいは劣化に伴って鉄筋が引張力を負担できなくなると、そのRC構造物は当初の要求性能のうち耐荷性能を失うこととなる。必要とされる耐荷性能を失うと構造物としての目的を果たさないため、通常はその前に補修や補強といった対策工が施される。 RC structures are mainly composed of concrete and reinforcing bars, and since concrete is vulnerable to tensile force, the reinforcing bars bear the tensile force, and concrete bears the compressive force. Therefore, if the concrete becomes unable to bear the compressive force due to deterioration, or if the reinforcing steel becomes unable to bear the tensile force due to deterioration, the RC structure loses load bearing performance among the originally required performance. If the required load-bearing capacity is lost, the purpose of the structure will not be fulfilled.

RC構造物やブロック塀は、個々の材料の経年劣化にともなって変状(変形)を来すこともあり、あるいは土圧や水圧、輪荷重など常に載荷される外力や、地震や強風など突発的に生じる外力が作用することによって変状を来すこともあり、そしてこのような変状の程度が著しい場合はRC構造物としての耐荷性能を失うこともある。ところが、RC構造物としての耐荷性能を正しく評価することは容易ではない。ましてや供用中の構造物の場合は、非破壊を条件とされることが多く、さらにその耐荷性能評価を難しいものとしている。そのため、コンクリート表面に生じたひび割れ等を目視観察することによって、鉄筋コンクリート構造物の健全度を評価しているのが現状である。 RC structures and block walls may be deformed (deformed) due to the deterioration of individual materials over time. Deformation may occur due to the action of an external force, and if the extent of such deformation is significant, the RC structure may lose its load-bearing performance. However, it is not easy to correctly evaluate the load bearing performance of RC structures. Furthermore, in the case of structures in service, non-destructiveness is often a condition, making it difficult to evaluate their load-bearing performance. Therefore, at present, the soundness of reinforced concrete structures is evaluated by visually observing cracks and the like occurring on the concrete surface.

RC構造物の健全度を評価する手法の一つとして、変形の程度に基づいた手法が考えられる。RC構造物のうち複数の点の変位量を観察することによってRC構造物全体の変形状態を把握し、その変形の程度に応じてRC構造物の健全度を評価するわけである。 As one method for evaluating the soundness of an RC structure, a method based on the degree of deformation is conceivable. By observing the amount of displacement at a plurality of points in the RC structure, the state of deformation of the entire RC structure is grasped, and the soundness of the RC structure is evaluated according to the degree of deformation.

RC構造物の要所の変位量を計測するには、トータルステーション(Total Station)による計測が考えられるが、計測者の確保がともなうとことから長期にわたって監視する場合は現実的ではない。また地震時におけるRC構造物の変位量を計測するには、加速度計を用いる手法が考えられるが、この場合は加速度計から得られる加速度を2回積分することで2時期の位置座標を求めることになり、高い精度で変位量を得ることができないことが知られている。そこで特許文献1では、測位衛星を利用した定点観測による構造物の監視技術を提案している。 In order to measure the amount of displacement at key points in an RC structure, measurement using a total station is conceivable. In order to measure the amount of displacement of RC structures during an earthquake, it is possible to use an accelerometer. , and it is known that the amount of displacement cannot be obtained with high accuracy. Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200002 proposes a structure monitoring technique based on fixed-point observation using a positioning satellite.

特開2005-121464号公報JP 2005-121464 A

軍事用としてのみ利用されていたGPS(Global Positioning System)が民生用として利用されるようになり、しかも2000年には「意図的に精度を落とす仕組み(SA:Selective Availability)」も撤廃され、容易かつ高精度に、しかもリアルタイムで現在位置を計測できるようになった。さらに平成22年には準天頂衛星初号機「みちびき」が上げられるなど、GPSのほか様々な測位衛星観測システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)が利用できるようになった。これは24時間絶え間なく必要数の測位衛星が捉えられるようになったということであり、すなわち24時間絶え間なく定点観測ができるということである。 GPS (Global Positioning System), which was used only for military purposes, is now being used for civilian purposes, and in 2000, the "mechanism for intentionally reducing accuracy (SA: Selective Availability)" was abolished, making it easier. In addition, it has become possible to measure the current position with high accuracy and in real time. In addition to GPS, various positioning satellite observation systems (GNSS: Global Navigation Satellite System) have become available, such as the launch of the Quasi-Zenith Satellite-01 "Michibiki" in 2010. This means that the required number of positioning satellites can be acquired continuously 24 hours a day, that is, fixed-point observation can be made continuously 24 hours a day.

このように測位衛星は極めて利便性が高く、しかも観測手法によっては高い精度で変位を得ることができることから、特許文献1のように測位衛星を利用して構造物を監視することは極めて有効な手法といえる。 In this way, positioning satellites are extremely convenient, and depending on the observation method, displacement can be obtained with high accuracy. It can be said that it is a method.

ところで、RC構造物を含む多くの構造物は、周辺の温度が上昇して熱が与えられると膨張(以下、「温度膨張」という。)し、逆に周辺の温度が下降して熱が奪われると収縮(以下、「温度収縮」という。)する。つまり、温度変化によって構造物は変形し、そのため構造物に設置された観測点も温度変化に応じて変位することとなる。測位衛星を利用して構造物に設置された観測点の変位を監視する場合、温度に伴う変位(膨張や収縮)なのか、あるいは構造物の劣化に伴う変位なのか分離して把握することができない。すなわち、単に測位衛星による結果を用いるだけでは、構造物の変位(変形)を正しく評価することができない。なお、線膨張係数と温度変化によって変形量を求める手法は知られているが、線膨張係数はあくまで材料ごとに定められた標準的な値であり、実際に使用された材料は使用環境や経年変化といった影響から標準値とは異なる線膨張係数を示すことも考えられ、そのためRC構造物などでは材料ごとの線膨張係数を用いても正しく変形量を求めることはできない。 By the way, many structures, including RC structures, expand when the surrounding temperature rises and heat is applied (hereinafter referred to as "temperature expansion"), and conversely, the surrounding temperature drops and heat is taken away. When heated, it shrinks (hereinafter referred to as “temperature shrinkage”). In other words, the structure deforms due to temperature change, and therefore the observation point installed on the structure also displaces according to the temperature change. When using positioning satellites to monitor the displacement of observation points installed on a structure, it is possible to distinguish whether the displacement (expansion or contraction) is due to temperature or due to deterioration of the structure. Can not. That is, the displacement (deformation) of a structure cannot be correctly evaluated simply by using the results obtained by positioning satellites. Although there is a known method of obtaining the amount of deformation based on the linear expansion coefficient and temperature change, the linear expansion coefficient is a standard value determined for each material, and the actual material used depends on the usage environment and aging. It is conceivable that the coefficient of linear expansion differs from the standard value due to the influence of change, so in RC structures etc., even if the coefficient of linear expansion for each material is used, the amount of deformation cannot be obtained correctly.

本願発明の課題は、従来技術が抱える問題を解決することであり、すなわち温度膨張や温度収縮を考慮したうえで構造物の変位を求めることができる対象物測位システム、及び対象物測位方法を提供することである。 The object of the present invention is to solve the problems of the prior art, that is, to provide an object positioning system and an object positioning method that can determine the displacement of a structure while considering thermal expansion and contraction. It is to be.

本願発明は、周辺温度の観測値と対象物の温度変位量(熱膨張収縮に伴う変位量)の観測値に基づく回帰分析を行い、その結果得られた補正関数によって温度膨張や温度収縮を除く変位を求める、という点に着目したものであり、従来にはなかった発想に基づいてなされた発明である。 The present invention performs regression analysis based on the observed value of the ambient temperature and the observed value of the temperature displacement amount of the object (displacement amount due to thermal expansion and contraction), and removes temperature expansion and temperature contraction using the correction function obtained as a result. This invention focuses on the point of finding the displacement, and is based on an idea that has never existed in the past.

本願発明の対象物測位システムは、観測点を測位することによって対象物の変位を求めるものであり、測位手段と原変位量算出手段、補正値算出手段、補正変位量算出手段を備えたものである。このうち測位手段は、測位衛星を利用して観測点の位置を定期的に測位する手段であり、原変位量算出手段は、観測点における2時期の測位データの差分を「原変位量」として算出する手段である。また補正値算出手段は、「補正関数」と対象物の「周辺温度」に基づいて温度補正値を算出する手段であり、補正変位量算出手段は、原変位量と温度補正値とに基づいて観測点における2時期の変位量を求める手段である。なお補正関数は、周辺温度の観測値と対象物の温度変位量の観測値に基づく回帰分析によって得られた関数である。 The object positioning system of the present invention determines the displacement of an object by positioning an observation point, and comprises positioning means, original displacement amount calculation means, correction value calculation means, and corrected displacement amount calculation means. be. Among these, the positioning means is a means for periodically measuring the position of the observation point using a positioning satellite, and the original displacement amount calculation means uses the difference between the positioning data of the observation point at two times as the "original displacement amount". It is a means to calculate. The correction value calculation means is a means for calculating a temperature correction value based on the "correction function" and the "surrounding temperature" of the object, and the correction displacement amount calculation means is a means for calculating the original displacement amount and the temperature correction value. This is a means for obtaining the amount of displacement in two periods at the observation point. Note that the correction function is a function obtained by regression analysis based on the observed value of the ambient temperature and the observed value of the temperature change amount of the object.

本願発明の対象物測位システムは、測位データ記憶手段と標本抽出手段、標本代表値算出手段、代表測位データ算出手段をさらに備えたものとすることもできる。この測位データ記憶手段は、測位データを記憶する手段であり、標本抽出手段は、測位時刻から遡った所定時間内にある測位データを測位データ記憶手段から読み出して測位時刻における「原標本」とする手段である。また標本代表値算出手段は、原標本が有する測位データに基づいて当該原標本を代表する「標本代表値」を算出する手段であり、代表測位データ算出手段は、あらかじめ定めた測位期間が経過するたびに測位期間内にある標本代表値に基づいて当該測位期間における「代表測位データ」を算出する手段である。この場合、原変位量算出手段は、観測点における2時期の代表測位データの差分を原変位量として算出する。 The object positioning system of the present invention may further comprise positioning data storage means, sample extraction means, sample representative value calculation means, and representative positioning data calculation means. The positioning data storage means is a means for storing positioning data, and the sample extraction means reads from the positioning data storage means the positioning data within a predetermined time before the positioning time, and uses it as an "original sample" at the positioning time. It is a means. The sample representative value calculation means is means for calculating a "sample representative value" representing the original sample based on the positioning data of the original sample. It is a means for calculating "representative positioning data" in the positioning period based on sample representative values within the positioning period each time. In this case, the original displacement amount calculation means calculates the difference between the two representative positioning data at the observation point as the original displacement amount.

本願発明の対象物測位システムは、補正関数算出手段をさらに備えたものとすることもできる。この補正関数算出手段は、1年以上の周辺温度の観測値と、1年以上の対象物の温度変位量の観測値に基づく回帰分析を行って、補正関数を算出する手段である。 The object positioning system of the present invention may further include correction function calculation means. This correction function calculation means is a means for calculating a correction function by performing regression analysis based on the observed value of the ambient temperature for one year or more and the observed value of the temperature change amount of the object for one year or more.

本願発明の対象物測位方法は、観測点を測位することによって対象物の変位を求める方法であり、測位工程と原変位量算出工程、補正値算出工程、補正変位量算出工程を備えた方法である。このうち測位工程では、測位衛星を利用して観測点の位置を定期的に測位し、原変位量算出工程では、観測点における2時期の測位データの差分を「原変位量」として算出する。また補正値算出工程では、「補正関数」と対象物の「周辺温度」に基づいて温度補正値を算出し、補正変位量算出工程では、原変位量と温度補正値とに基づいて観測点における2時期の変位量を求める。 An object positioning method according to the present invention is a method for determining the displacement of an object by positioning an observation point, and is a method comprising a positioning step, an original displacement amount calculation step, a correction value calculation step, and a corrected displacement amount calculation step. be. In the positioning process, the position of the observation point is measured periodically using a positioning satellite, and in the original displacement calculation process, the difference between the positioning data of the observation point for two periods is calculated as the "original displacement". In the correction value calculation process, the temperature correction value is calculated based on the "correction function" and the "surrounding temperature" of the object. Calculate the amount of displacement for the two periods.

本願発明の対象物測位システム、及び対象物測位方法には、次のような効果がある。
(1)通常のRC構造物は、乾燥収縮を除けば温度変化による動きが支配的である。そのため、温度による変動分を差し引くことによってその他の影響(地震の時はその残留変位)を純粋に評価することは、RC構造物全体の挙動把握に有効である。
(2)温度膨張や温度収縮を考慮したうえで構造物の変位を求めることから、温度による影響を考慮しない従来技術に比してより適正な構造物の変位を得ることができる。
(3)観測点の位置を定期的に測位し、対象物の周辺温度を計測するだけで、つまり容易に構造物の変位を得ることができる。また、これらの計測結果を遠隔受信することで、現地に赴くことなく離れた位置で構造物の変位を把握することができる。
(4)構造物の変位に基づいてその構造物の劣化度を評価することができ、必要に応じて対策を講じることもできる。
The object positioning system and object positioning method of the present invention have the following effects.
(1) Except for drying shrinkage, movement due to temperature change is dominant in ordinary RC structures. Therefore, pure evaluation of other influences (residual displacement in the event of an earthquake) by subtracting the variation due to temperature is effective in grasping the behavior of the RC structure as a whole.
(2) Since the displacement of the structure is obtained by considering thermal expansion and contraction, it is possible to obtain a more appropriate displacement of the structure than in the prior art, which does not consider the influence of temperature.
(3) The displacement of the structure can be easily obtained simply by periodically measuring the position of the observation point and measuring the ambient temperature of the object. In addition, by remotely receiving these measurement results, it is possible to grasp the displacement of the structure from a remote location without going to the site.
(4) The degree of deterioration of the structure can be evaluated based on the displacement of the structure, and countermeasures can be taken as necessary.

本願発明の対象物測位システムの主な構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the main configuration of an object positioning system of the present invention; FIG. 移動平均による「代表測位データ」から原変位量を求めるケースにおける解析装置の主な構成を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing the main configuration of an analysis device in the case of obtaining an original displacement amount from “representative positioning data” based on a moving average; 対象物測位システムの主な処理の流れを示すフロー図。FIG. 2 is a flowchart showing the main processing flow of the object positioning system; 2018年5月から2019年8月までの期間に観測された周辺温度の観測値をプロットしたグラフ図。FIG. 2 is a graphical representation plotting ambient temperature observations observed during the period from May 2018 to August 2019. FIG. 2018年5月から2019年8月までの期間に取得された温度変位量の観測値をプロットしたグラフ図。The graph which plotted the observed value of the amount of temperature variation acquired in the period from May, 2018 to August, 2019. 横軸を周辺温度、縦軸を温度変位量とする座標系に、周辺温度と温度変位量の組み合わせをプロットしたグラフ図。FIG. 3 is a graph plotting combinations of ambient temperature and temperature variation on a coordinate system in which the horizontal axis is the ambient temperature and the vertical axis is the temperature variation. 「代表測位データ」を算出するまでの主な処理の流れを示すフロー図。FIG. 4 is a flowchart showing the flow of main processing up to calculation of “representative positioning data”; 標本代表値を説明するモデル図。Model diagram for explaining sample representative values. 観測期間内にある標本代表値から求められる代表測位データを示すモデル図。A model diagram showing representative positioning data obtained from sample representative values within an observation period. 2018年5月から2019年8月までの期間に得られた原変位量をプロットしたグラフ図。The graph which plotted the original displacement amount obtained in the period from May, 2018 to August, 2019. 2018年5月から2019年8月までの原変位量から得られた補正変位量をプロットしたグラフ図。FIG. 4 is a graph plotting corrected displacement amounts obtained from original displacement amounts from May 2018 to August 2019; 本願発明の対象物測位方法の主な工程の流れを示すフロー図。FIG. 2 is a flowchart showing the flow of main steps of the object positioning method of the present invention;

本願発明の対象物測位システム、及び対象物測位方法の実施形態の一例を、図に基づいて説明する。 An example of an embodiment of an object positioning system and an object positioning method according to the present invention will be described with reference to the drawings.

1.全体概要
本願発明は、オフィスビルや集合住宅やブロック塀といった建築構造物、あるいは橋梁の下部工やコンクリート擁壁といった土木構造物など(以下、これらを総称して「対象物」という。)に1又は2以上の「観測点」を設定し、この観測点の変位に基づいて対象物の変形を監視するものである。なお観測点の測位には衛星観測システム(GNSS)が利用され、したがって観測点には測位衛星の受信機などが設置される。
1. Overall Outline The present invention applies to building structures such as office buildings, housing complexes, and block walls, or civil engineering structures such as bridge substructures and concrete retaining walls (hereinafter collectively referred to as "objects"). Alternatively, two or more "observation points" are set, and the deformation of the object is monitored based on the displacement of these observation points. A satellite observation system (GNSS) is used for the positioning of the observation point, and therefore a positioning satellite receiver or the like is installed at the observation point.

観測点の測位は定期的に行われ、2時期の測位結果(つまり、位置座標)から観測点の変位量を求める。ただし、単にGNSSによって得られる変位量(以下、「原変位量」という。)には、既述したとおり「温度膨張」や「温度収縮」に伴う変位量(以下、「温度変位量」という。)も含まれている。そこで本願発明では、対象物の構造的な変形(部材等の経年劣化や地盤沈下、地震等の外力に伴う変形など)を把握するため、原変位量から温度変位量を取り除いた変位量(以下、「補正変位量」という。)を求めることとした。しかしながら、温度変位量を直接的に計測することは難しい。そのため、周辺温度と当該対象物の温度変位量の関係を表す関数(以下、「補正関数」という。)をあらかじめ求めておき、計測された周辺温度と補正関数から温度変位量を推定する。なお、補正関数に基づいて推定された温度変位量のことを、便宜上ここでは「温度補正値」ということとする。 The positioning of the observation point is performed periodically, and the displacement amount of the observation point is obtained from the positioning results (that is, the position coordinates) at two times. However, the amount of displacement simply obtained by GNSS (hereinafter referred to as "original displacement amount") includes the amount of displacement associated with "temperature expansion" and "temperature contraction" (hereinafter referred to as "temperature displacement amount") as described above. ) are also included. Therefore, in the present invention, in order to grasp the structural deformation of the object (deterioration due to aging of members, ground subsidence, deformation due to external forces such as earthquakes, etc.), the displacement amount obtained by removing the temperature displacement amount from the original displacement amount (hereinafter referred to as , referred to as “correction displacement amount”). However, it is difficult to directly measure the amount of temperature change. Therefore, a function (hereinafter referred to as "correction function") representing the relationship between the ambient temperature and the amount of temperature change of the object is obtained in advance, and the amount of temperature change is estimated from the measured ambient temperature and the correction function. For the sake of convenience, the amount of temperature change estimated based on the correction function will be referred to as a "temperature correction value".

2.対象物測位システム
次に、本願発明の対象物測位システムについて詳しく説明する。なお本願発明の対象物測位方法は、本願発明の対象物測位システムを用いて対象物の変位を求める方法であり、したがってまずは本願発明の対象物測位システムについて説明し、その後に本願発明の対象物測位方法について説明することとする。
2. Object Positioning System Next, the object positioning system of the present invention will be described in detail. The object positioning method of the present invention is a method of determining the displacement of an object using the object positioning system of the present invention. A positioning method will be described.

図1は、本願発明の対象物測位システム100の主な構成を示すブロック図である。この図に示すように対象物測位システム100は、主に測位手段200と解析装置300で構成され、これらは無線通信手段(又は有線通信手段)で接続されている。測位手段200は対象物に設定された観測点に設置され、解析装置300は現地(対象物)から離れた場所に設けられる。なおこの図では、1つの解析装置300に対して1つの測位手段200が接続されているが、同じ対象物に設置された複数の測位手段200(つまり観測点)と1つの解析装置300を接続することもできるし、異なる対象物に設置された複数の測位手段200(つまり観測点)と1つの解析装置300を接続してもよい。 FIG. 1 is a block diagram showing the main configuration of an object positioning system 100 of the present invention. As shown in this figure, the object positioning system 100 is mainly composed of a positioning means 200 and an analysis device 300, which are connected by wireless communication means (or wired communication means). The positioning means 200 is installed at an observation point set on the object, and the analysis device 300 is installed at a location away from the site (object). In this figure, one positioning means 200 is connected to one analysis device 300, but a plurality of positioning means 200 (that is, observation points) installed on the same object and one analysis device 300 are connected. Alternatively, a plurality of positioning means 200 (that is, observation points) installed on different objects may be connected to one analysis device 300 .

測位手段200は、図1に示すように受信手段201と、演算手段202、通信手段203を含んで構成される。受信手段201は、測位衛星Sからの信号を受信するもので、アンテナと受信機を備えている。ここで受信した記録(観測データ)は演算手段202に受け渡される。 The positioning means 200 comprises a receiving means 201, a calculating means 202 and a communicating means 203 as shown in FIG. The receiving means 201 receives a signal from the positioning satellite S, and has an antenna and a receiver. The records (observation data) received here are transferred to the computing means 202 .

演算手段202は、受け取った観測データを演算処理することで、測位手段200の設置位置、つまり観測点の座標を算出し「測位データ」として出力する。ところで、観測データに基づいて測位データを算出する方法(測位手法)は、単独測位方式と干渉測位方式に二分され、さらに単独測位方式には絶対単独測位とディファレンシャル測位が、一方の干渉測位方式にはスタティック測位とキネマティック測位があることが知られている。 The calculation means 202 calculates the installation position of the positioning means 200, ie, the coordinates of the observation point, by performing calculation processing on the received observation data, and outputs it as "positioning data". By the way, the method of calculating positioning data based on observation data (positioning method) is divided into the single positioning method and the interferometric positioning method. is known to have static positioning and kinematic positioning.

本願発明ではいずれの方式を採用することもできるが、ここでは便宜上、測位手法をキネマティック測位のうち特にリアルタイムキネマティック測位(RTK)とした場合で説明する。したがって、変動しない基準点(参照点)を対象物以外の場所に設けるとともにその基準点に受信機を設置し、基準点と観測点で同時に4以上の測位衛星Sから観測データを受信する。なおこの場合、観測点の演算手段202は基準点の観測データを必要とするが、これは基準点の受信機から無線通信又は有線通信によって各観測点の測位手段200に送られる。なお、測位データを算出する間隔(エポック)は、測位手法によって大きく異なるが、RTKではエポックを1秒間とするのが主流であり、ここでも測位データの算出を毎秒間隔とした例で説明する。 Although either method can be adopted in the present invention, for the sake of convenience, the case where the positioning method is the real-time kinematic positioning (RTK) among the kinematic positioning methods will be described here. Therefore, a fixed reference point (reference point) is provided at a place other than the object, and a receiver is installed at the reference point, and observation data are received simultaneously from four or more positioning satellites S at the reference point and the observation point. In this case, the computing means 202 of the observation point requires observation data of the reference point, which is sent from the receiver of the reference point to the positioning means 200 of each observation point by wireless or wired communication. Note that the interval (epoch) for calculating positioning data varies greatly depending on the positioning method, but in RTK, the epoch is mainly set to one second, and an example in which the positioning data is calculated every second will be described here.

通信手段203は、解析装置300に測位データを送信するもので、この測位データは例えばインターネットを経由して送られる。なお通信手段203は、測位データを送信するほか、基準点に設置された受信機からの測位データや、解析装置300からの様々なデータなどを受信することもできる。また測位手段200は、太陽光発電装置といった発電手段204を備えることもできる。データの送受信をすべて無線で行い、さらに発電手段204を利用することで商用電力の使用を回避でき、その結果、対象物上には一切の配線がなくなり景観やメンテナンスの点で好適となる。 The communication means 203 transmits positioning data to the analysis device 300, and this positioning data is sent via the Internet, for example. In addition to transmitting positioning data, the communication means 203 can also receive positioning data from a receiver installed at a reference point, various data from the analysis device 300, and the like. The positioning means 200 can also comprise power generation means 204, such as a solar power generator. By transmitting and receiving all data wirelessly and using the power generation means 204, the use of commercial power can be avoided.

解析装置300は、図1に示すように原変位量算出手段301と、補正値算出手段302、補正変位量算出手段303を含んで構成され、さらに測位データ記憶手段304や、補正関数算出手段308、補正関数記憶手段309、周辺温度計測手段400、周辺温度記憶手段310、劣化度評価手段311、そのほかディスプレイといった表示手段312を含んで構成することもできる。また本願発明は、測位手段200による測位データをそのまま用いて原変位量を求めることもできるし、後述するように移動平均による「代表測位データ」から原変位量を求めることもできる。この「代表測位データ」を用いる場合、解析装置300は、図2に示すように標本抽出手段305と、標本代表値算出手段306、代表測位データ算出手段307をさらに含んで構成することもできる。 As shown in FIG. 1, the analysis apparatus 300 includes original displacement amount calculation means 301, correction value calculation means 302, and correction displacement amount calculation means 303, and further includes positioning data storage means 304 and correction function calculation means 308. , correction function storage means 309, ambient temperature measurement means 400, ambient temperature storage means 310, deterioration degree evaluation means 311, and display means 312 such as a display. In the present invention, the original displacement amount can be obtained using the positioning data obtained by the positioning means 200 as it is, or the original displacement amount can be obtained from "representative positioning data" based on a moving average as described later. When this "representative positioning data" is used, the analysis device 300 can further include sample extraction means 305, sample representative value calculation means 306, and representative positioning data calculation means 307, as shown in FIG.

解析装置300を構成する原変位量算出手段301と補正値算出手段302、補正変位量算出手段303、標本抽出手段305、標本代表値算出手段306、代表測位データ算出手段307、補正関数算出手段308、劣化度評価手段311は、専用のものとして製造することもできるし、汎用的なコンピュータ装置を利用することもできる。このコンピュータ装置は、パーソナルコンピュータ(PC)や、iPad(登録商標)といったタブレット型PC、スマートフォンを含む携帯端末などによって構成することができる。コンピュータ装置は、CPU等のプロセッサ、ROMやRAMといったメモリを具備しており、さらにマウスやキーボード等の入力手段やディスプレイを含むものもある。表示手段312は、このコンピュータ装置のディスプレイを利用するとよい。 Original displacement amount calculation means 301 , correction value calculation means 302 , corrected displacement amount calculation means 303 , sample extraction means 305 , sample representative value calculation means 306 , representative positioning data calculation means 307 , and correction function calculation means 308 composing the analysis apparatus 300 . , the deterioration degree evaluation means 311 can be manufactured as a dedicated one, or a general-purpose computer device can be used. This computer device can be configured by a personal computer (PC), a tablet PC such as an iPad (registered trademark), a mobile terminal including a smart phone, or the like. A computer device includes a processor such as a CPU, memory such as a ROM and a RAM, and may further include input means such as a mouse and a keyboard, and a display. The display means 312 may use the display of this computer device.

測位データ記憶手段304と補正関数記憶手段309、周辺温度記憶手段310は、汎用的コンピュータの記憶装置を利用することもできるし、そのほかデータベースサーバに構築することもでき、この場合、ローカルなネットワーク(LAN:LocalAreaNetwork)に置くこともできるし、インターネット経由(つまり無線通信)で保存するクラウドサーバとすることもできる。 The positioning data storage means 304, the correction function storage means 309, and the ambient temperature storage means 310 can use a storage device of a general-purpose computer, or can be constructed in a database server. It can be placed on a LAN (Local Area Network), or it can be a cloud server that stores via the Internet (that is, wireless communication).

図3は、対象物測位システム100の主な処理の流れを示すフロー図であり、中央の列に実施する処理を示し、左列にはその処理に必要な入力情報を、右列にはその処理から生まれる出力情報を示している。はじめに、事前準備として補正関数算出手段308(図1)によって「補正関数」が算出され(図3のStep100)、補正関数記憶手段309(図1)によって記憶される。この補正関数は、「周辺温度-対象物の温度変位量」の関係を表ものであり、観測された周辺温度(以下、「周辺温度の観測値」という。)と、その周辺温度となったときに取得された対象物の温度変位量(以下、「温度変位量の観測値」という。)に基づいて得られる関数である。なお、ここでいう「周辺温度」とは、文字どおり対象物周辺の温度であり、構造物(あるいはその周辺)に設置された周辺温度計測手段400から直接得られる結果を周辺温度とすることもできるし、対象物を含む地域の気温(例えば、気象庁から得られる気温)などを周辺温度とすることもできる。 FIG. 3 is a flow diagram showing the main processing flow of the object positioning system 100. The center column shows the processing to be executed, the left column shows the input information necessary for the processing, and the right column shows the input information necessary for the processing. It shows the output information resulting from the processing. First, as a preparation, a "correction function" is calculated by the correction function calculation means 308 (FIG. 1) (Step 100 in FIG. 3) and stored by the correction function storage means 309 (FIG. 1). This correction function represents the relationship between "surrounding temperature - temperature displacement amount of object", and the observed surrounding temperature (hereinafter referred to as "observed value of surrounding temperature") and its surrounding temperature It is a function obtained based on the amount of temperature change of an object (hereinafter referred to as "observed value of temperature change") that is acquired at times. The term "surrounding temperature" as used here literally means the temperature around the object, and the result obtained directly from the surrounding temperature measuring means 400 installed in the structure (or its surroundings) can also be used as the surrounding temperature. Alternatively, the ambient temperature may be the temperature of the area containing the object (for example, the temperature obtained from the Japan Meteorological Agency).

図4は、2018年5月から2019年8月までの期間に観測された周辺温度の観測値をプロットしたグラフ図であり、図5は、同期間に取得された温度変位量の観測値をプロットしたグラフ図である。なお図5では、測位手段200によって大量に取得される測位データ(つまり、温度変位量)に対してフーリエ変換することで、1日単位の温度変位量としたうえでプロットしている。また、この期間には、台風や地震など大きな外力が対象物に作用することがなかったことから、構造的な変形を含まない変位量、すなわち温度変位量が取得されたと判断することができた。そして、横軸を周辺温度、縦軸を温度変位量とする座標系に、周辺温度と温度変位量の組み合わせをプロットしたグラフが図6である。 FIG. 4 is a graph plotting the observed values of the ambient temperature observed during the period from May 2018 to August 2019, and FIG. FIG. 4 is a plotted graph diagram; In FIG. 5, a large amount of positioning data (that is, temperature variation) acquired by the positioning means 200 is subjected to Fourier transform to plot the temperature variation on a daily basis. In addition, during this period, there were no large external forces such as typhoons or earthquakes acting on the object, so it was possible to determine that the amount of displacement that does not include structural deformation, that is, the amount of temperature displacement, was acquired. . FIG. 6 is a graph obtained by plotting the combination of the ambient temperature and the amount of temperature change on a coordinate system in which the horizontal axis is the ambient temperature and the vertical axis is the amount of temperature change.

図6に示す相関関数R(R=0.8934,R=0.9452)から、周辺温度と温度変位量は極めて高い相関関係にあることが分かる。つまり、図6から得られる回帰式(この図では、回帰係数=-0.2886,定数項=4.5959からなる一次式)を利用すれば、周辺温度から温度変位量を高い精度で推定することができるわけである。そこで本願発明では、周辺温度の観測値と温度変位量の観測値から得られる回帰式を「補正関数」としている。なお、周辺温度の観測値と温度変位量の観測値をそれぞれ1年以上の期間にわたって取得することとし、季節ごとに異なる4種類(春期と夏期、秋期、冬期)の補正関数を算出することもできるし、月次単位の補正関数(つまり12種類)を算出するなど、異なる複数種類の補正関数を算出することもできる。 From the correlation function R (R 2 =0.8934, R=0.9452) shown in FIG. 6, it can be seen that there is an extremely high correlation between the ambient temperature and the amount of temperature change. In other words, by using the regression equation obtained from FIG. 6 (in this figure, a linear equation consisting of regression coefficient = -0.2886 and constant term = 4.5959), the temperature displacement amount can be estimated with high accuracy from the ambient temperature. It is possible. Therefore, in the present invention, a regression equation obtained from the observed value of the ambient temperature and the observed value of the amount of temperature change is used as the "correction function". It is also possible to acquire the observed values of the ambient temperature and the observed value of the temperature variation over a period of one year or more, and calculate four different correction functions for each season (spring, summer, autumn, and winter). Alternatively, it is possible to calculate a plurality of different types of correction functions, such as calculating correction functions for each month (that is, 12 types).

補正関数を算出すると、実際に対象物の監視を開始し、原変位量算出手段301(図1)によって観測点の原変位量が求められる(図3のStep200)。もちろん、複数個所に観測点が設定されている場合は、これらすべての観測点について原変位量を求める。原変位量の算出には測位手段200によって得られる測位データが用いられ、より詳しくは2時期の測位データの差分を原変位量として求める。このように測位データをそのまま用いて原変位量を求めることもできるし、既述したとおり移動平均による「代表測位データ」から原変位量を求めることもできる。以下、移動平均による「代表測位データ」を算出する手順について、図7を参照しながら詳しく説明する。 When the correction function is calculated, the object is actually monitored, and the original displacement amount of the observation point is obtained by the original displacement amount calculation means 301 (FIG. 1) (Step 200 in FIG. 3). Of course, when observation points are set at a plurality of locations, the original displacement amount is obtained for all these observation points. Positioning data obtained by the positioning means 200 is used to calculate the original displacement amount, and more specifically, the difference between the positioning data of two periods is obtained as the original displacement amount. In this way, the original displacement amount can be obtained using the positioning data as it is, or the original displacement amount can be obtained from the "representative positioning data" based on the moving average as described above. The procedure for calculating the "representative positioning data" by moving average will be described in detail below with reference to FIG.

図7は、代表測位データを算出するまでの主な処理の流れを示すフロー図であり、中央の列に実施する処理を示し、左列にはその処理に必要な入力情報を、右列にはその処理から生まれる出力情報を示している。この図に示すように、まずは標本サイズを設定する(図7のStep201)。ここで標本とは、代表測位データを推定するために用いられるデータ集合であり、このデータ集合は測位手段200が観測した時刻(以下、「観測時刻」という。)から所定期間遡った範囲内にある測位データの集まりである。つまり標本サイズを設定することは、観測時刻から遡る所定期間を定めることにほかならない。 FIG. 7 is a flow chart showing the flow of main processing up to the calculation of representative positioning data. indicates the output information generated from the processing. As shown in this figure, the sample size is first set (Step 201 in FIG. 7). Here, a sample is a data set used for estimating representative positioning data. A set of positioning data. In other words, setting the sample size is nothing other than setting a predetermined period going back from the observation time.

観測時刻から遡る所定期間は、衛星配置のサイクルを勘案した上で設定するとよい。衛星配置は刻々と変化するが、一定時間が経過すると元の配置に戻る。つまり、ある周期(サイクル)をもって、種々の配置を繰り返しているわけである。このサイクルは、打ち上げられる衛星の数によって変わるが、現時点では概ね24時間といわれており、ここでも1サイクルすなわち「観測時刻から遡る所定期間」を24時間とした場合で説明する。したがって本実施形態の例では、標本サイズが24×60×60個で設定される。 The predetermined period that goes back from the observation time should be set in consideration of the satellite arrangement cycle. The satellite arrangement changes every moment, but returns to the original arrangement after a certain period of time. In other words, various arrangements are repeated with a certain period (cycle). This cycle varies depending on the number of satellites to be launched, but at present it is said to be approximately 24 hours. Here again, one cycle, that is, the "predetermined period going back from the observation time" is assumed to be 24 hours. Therefore, in the example of this embodiment, the sample size is set to 24×60×60.

標本サイズが定まると、バックグラウンド解析を行う(図7のStep202)。バックグラウンド解析とは、対象物が変化していない状態で所定期間(例えば5~10日間)だけ観測した結果を解析するもので、具体的にはここで得られた測位データの集合から特異値を抽出し、この特異値を「測位データ閾値」として設定する。例えばバックグラウンド解析期間に得られた測位データの集合が正規分布にしたがうと考え、測位データ閾値を3σ(σは標準偏差)として設定することができる。つまり、測位データ閾値である±3σを超える計測データは、特異値として認定するわけである。 Once the sample size is determined, background analysis is performed (Step 202 in FIG. 7). Background analysis is an analysis of the results of observation for a predetermined period of time (for example, 5 to 10 days) while the object remains unchanged. is extracted, and this singular value is set as a "positioning data threshold". For example, considering that the set of positioning data obtained during the background analysis period follows a normal distribution, the positioning data threshold can be set as 3σ (σ is the standard deviation). In other words, measurement data exceeding ±3σ, which is the positioning data threshold, is recognized as a singular value.

実際に測位手段200による観測が開始されると、出力された測位データを解析装置300が受信し、測位データ記憶手段304で記憶していく(図1)。そして標本抽出手段305(図2)が、測位データ記憶手段304から標本(以下、「原標本N」という。)を抽出する(図7のStep203)。もちろんここで抽出する原標本Nの大きさは、先に設定した標本サイズ(24時間分の測位データ)である。 When the positioning means 200 actually starts observation, the output positioning data is received by the analysis device 300 and stored in the positioning data storage means 304 (FIG. 1). Then, the sample extraction means 305 (FIG. 2) extracts a sample (hereinafter referred to as "original sample N") from the positioning data storage means 304 (Step 203 in FIG. 7). Of course, the size of the original sample N extracted here is the previously set sample size (positioning data for 24 hours).

原標本Nが得られると、原標本Nを補正する(図7のStep204)。具体的には、バックグラウンド解析(図7のStep202)で設定した測位データ閾値に基づいて、原標本Nに含まれる特異値を排除する。この結果得られるのが、「補正標本n」である。 When the original sample N is obtained, the original sample N is corrected (Step 204 in FIG. 7). Specifically, the singular values contained in the original sample N are eliminated based on the positioning data threshold set in the background analysis (Step 202 in FIG. 7). The result is the "correction sample n".

次に標本代表値算出手段306(図2)が、補正標本nに基づいて観測時刻における測位データを推定する。観測時刻における測位データは、測位手段200によって直接的に得られるが、ここでは「観測時刻から遡る所定期間」にある測位データの傾向も勘案したうえで測位データを推定することとしている。具体的には、標本代表値算出手段306が、補正標本nを単純平均したり、観測時直近から重みを付する加重平均としたり、その他種々の統計処理を行うことで、観測時刻における測位データを推定し、これを「標本代表値d」として出力する(図7のStep205)。図8は、標本代表値dを説明するモデル図であり、観測時刻から24時間遡った期間を対象として標本代表値dを推定しており、そして1エポック(ここでは1秒間)につき1つの標本代表値が得られることを示している。 Next, the sample representative value calculation means 306 (FIG. 2) estimates the positioning data at the observation time based on the corrected sample n. The positioning data at the observation time is directly obtained by the positioning means 200, but here the positioning data is estimated taking into account the tendency of the positioning data in the "predetermined period before the observation time". Specifically, the sample representative value calculation means 306 performs simple averaging of the corrected sample n, weighted averaging from the most recent time of observation, or various other statistical processing to obtain the positioning data at the time of observation. is estimated and output as "sample representative value d" (Step 205 in FIG. 7). FIG. 8 is a model diagram for explaining the sample representative value d. The sample representative value d is estimated for a period 24 hours before the observation time, and one sample per epoch (here, one second) It shows that representative values are obtained.

ところで、標本代表値dは測位手段200が観測するたびに(例えば、毎秒)出力されることから、結果的には大量の標本代表値dが蓄積されることになる。これらすべての標本代表値dを対象として評価することは容易ではなく、したがって標本代表値dをある程度まとめ、その代表値を「代表測位データ」とする。 By the way, since the sample representative value d is output each time the positioning means 200 observes (every second, for example), a large amount of sample representative values d are accumulated as a result. It is not easy to evaluate all these sample representative values d, so the sample representative values d are summarized to some extent, and the representative values are defined as "representative positioning data".

図9は、観測期間内にある標本代表値dから求められる「代表測位データ」を示すモデル図である。ここで観測期間とは、複数の標本代表値dを集合させるための期間であり、代表測位データとは、観測期間内にある標本代表値dを代表する値である。代表測位データは、観測期間内にある標本代表値dを単純平均したり、観測時直近から重みを付する加重平均としたり、その他種々の統計処理を行うことで算出することができる。この図の例では、観測期間を5分間としており、つまり5×60=300個の標本代表値dに基づいて代表測位データを求めている。もちろん観測期間は5分に限らず、状況に応じて適宜設計することができる。 FIG. 9 is a model diagram showing "representative positioning data" obtained from sample representative values d within the observation period. Here, the observation period is a period for collecting a plurality of sample representative values d, and the representative positioning data is a value representing the sample representative values d within the observation period. The representative positioning data can be calculated by simple averaging the sample representative values d within the observation period, weighted averaging by weighting from the most recent time of observation, or performing various other statistical processing. In the example of this figure, the observation period is 5 minutes, that is, the representative positioning data is obtained based on 5×60=300 sample representative values d. Of course, the observation period is not limited to 5 minutes, and can be appropriately designed according to the situation.

図7に示すように、標本代表値dを求めると観測期間を経過したか否かを判断する(図7のStep206)。観測期間経過の起点は、観測を開始した時刻もしくは前回の代表測位データを算出した時刻である。観測期間が経過していなければ(No)、繰り返し標本代表値dを求め(Step203~Step205)、観測期間が経過するタイミングであれば(Yes)、代表測位データ算出手段307(図2)が代表測位データを算出する(図7のStep207)。そして原変位量算出手段301(図2)が、2時期の代表測位データの差分を原変位量として求める(図3のStep200)。 As shown in FIG. 7, when the sample representative value d is obtained, it is determined whether or not the observation period has passed (Step 206 in FIG. 7). The starting point of the elapsed observation period is the time when the observation was started or the time when the previous representative positioning data was calculated. If the observation period has not passed (No), the sample representative value d is repeatedly obtained (Steps 203 to 205). Positioning data is calculated (Step 207 in FIG. 7). Then, the original displacement amount calculation means 301 (FIG. 2) obtains the difference between the representative positioning data of the two periods as the original displacement amount (Step 200 in FIG. 3).

各観測点の原変位量が得られると、補正値算出手段302(図1)によって温度補正値が算出される(図3のStep300)。具体的には補正値算出手段302が、補正関数記憶手段309から補正関数を読み出すとともに、周辺温度記憶手段310から周辺温度を読み出し、説明変数である周辺温度を補正関数に代入して温度変位量、すなわち温度補正値を求める。そして、補正変位量算出手段303(図1)によって「補正変位量」が算出される(図3のStep400)。具体的には補正変位量算出手段303が、原変位量から温度補正値を除く(減ずる)ことによって補正変位量を求める。図10に、2018年5月から2019年8月までの期間に得られた原変位量をプロットしたグラフ図を示し、図11に、同期間の原変位量から得られた補正変位量をプロットしたグラフ図を示す。 When the original displacement amount of each observation point is obtained, the temperature correction value is calculated by the correction value calculation means 302 (FIG. 1) (Step 300 in FIG. 3). Specifically, the correction value calculation means 302 reads the correction function from the correction function storage means 309, reads the ambient temperature from the ambient temperature storage means 310, substitutes the ambient temperature, which is an explanatory variable, into the correction function, and calculates the temperature displacement amount. , that is, the temperature correction value is obtained. Then, the "corrected displacement amount" is calculated by the corrected displacement amount calculating means 303 (FIG. 1) (Step 400 in FIG. 3). Specifically, the corrected displacement amount calculation means 303 obtains the corrected displacement amount by removing (subtracting) the temperature correction value from the original displacement amount. FIG. 10 shows a graph diagram plotting the original displacement amount obtained in the period from May 2018 to August 2019, and FIG. 11 plots the corrected displacement amount obtained from the original displacement amount for the same period. Graph diagrams are shown.

各観測点の補正変位量が得られると、劣化度評価手段311によって対象物の劣化度を評価することもできる(図3のStep500)。この場合、あらかじめ段階的に閾値を設定しておき、補正変位量に応じて対象物の劣化度を段階的に評価するとよい。例えば、2段階の閾値を設定したケースでは、補正変位量が第1閾値(最小値)を下回るときは対象物を「健全」と評価し、補正変位量が第1閾値を上回りかつ第2閾値(最大値)を下回るときは対象物を「注意状態」と評価し、補正変位量が第2閾値を上回るときは対象物を「危険」と評価することができる。ところで、通常の対象物は地盤に固定されていることから、鉛直方向に変形する場合は下端側が拘束された状態となっている。これに対して水平方向は、左右とも自由に変形することができる。そのため、観測点の「補正変位量」が鉛直方向であればそのままの値を部材の変形量とすることができるが、観測点の「補正変位量」が水平方向であれば2倍した値(補正変位量×2)を部材の変形量とするとよい。 When the corrected displacement amount of each observation point is obtained, the deterioration degree of the object can be evaluated by the deterioration degree evaluation means 311 (Step 500 in FIG. 3). In this case, threshold values are set stepwise in advance, and the degree of deterioration of the object is preferably evaluated stepwise according to the corrected displacement amount. For example, in a case where two levels of thresholds are set, when the corrected displacement amount is less than the first threshold (minimum value), the object is evaluated as "healthy", and the corrected displacement exceeds the first threshold and the second threshold. (maximum value), the object can be evaluated as "caution", and when the corrected displacement amount exceeds the second threshold, the object can be evaluated as "dangerous". By the way, since a normal object is fixed to the ground, when it deforms in the vertical direction, the lower end side is restrained. On the other hand, the horizontal direction can be freely deformed to the left and right. Therefore, if the "corrected displacement amount" of the observation point is in the vertical direction, the value can be used as the deformation amount of the member as it is. The amount of deformation of the member may be the amount of corrected displacement×2).

3.対象物測位方法
続いて本願発明の対象物測位方法について図12を参照しながら説明する。なお、本願発明の対象物測位方法は、ここまで説明した対象物測位システム100を用いて対象物の変位を求める方法であり、したがって対象物測位システム100で説明した内容と重複する説明は避け、本願発明の対象物測位方法に特有の内容のみ説明することとする。すなわち、ここに記載されていない内容は、「2.対象物測位システム」で説明したものと同様である。
3. Object Positioning Method Next, the object positioning method of the present invention will be described with reference to FIG. It should be noted that the object positioning method of the present invention is a method of determining the displacement of an object using the object positioning system 100 described so far, and therefore avoiding explanations overlapping with the contents explained in the object positioning system 100. Only contents specific to the object positioning method of the present invention will be explained. That is, the contents not described here are the same as those described in "2. Object Positioning System".

図12は、本願発明の対象物測位方法の主な工程の流れを示すフロー図である。あらかじめ対象構造物に係る補正関数を求めたうえで、この図に示すように観測点の測位を開始する(Step10)。このとき、対象物に設置された周辺温度計測手段400を用いて連続的に(定期的に)周辺温度を計測することもできる。測位データ(あるいは代表測位データ)が得られると、観測点ごとに原変位量を算出する(Step20)。そして、周辺温度と補正関数に基づいて温度補正値を求め(Step30)、原変位量から温度補正値を除く(減ずる)ことによって補正変位量を求める(Step40)。各観測点の補正変位量が得られると、対象物の劣化度を評価することもできる(Step50)。 FIG. 12 is a flowchart showing the flow of main steps of the object positioning method of the present invention. After obtaining the correction function for the target structure in advance, the positioning of the observation point is started as shown in this figure (Step 10). At this time, the ambient temperature can be continuously (periodically) measured using the ambient temperature measuring means 400 installed on the object. When the positioning data (or representative positioning data) is obtained, the original displacement amount is calculated for each observation point (Step 20). Then, a temperature correction value is obtained based on the ambient temperature and the correction function (Step 30), and a corrected displacement amount is obtained by removing (subtracting) the temperature correction value from the original displacement amount (Step 40). When the corrected displacement amount of each observation point is obtained, the degree of deterioration of the object can also be evaluated (Step 50).

本願発明の対象物測位システム、及び対象物測位方法は、オフィスビルや集合住宅といった建築構造物、あるいは橋梁の下部工やコンクリート擁壁といった土木構造物、その他種々の構造物に利用することができる。本願発明によれば構造物の劣化状況を適切に把握することができ、ひいては構造物の長寿命化に寄与することを考えれば、産業上利用できるばかりでなく社会的にも大きな貢献を期待し得る発明といえる。 The object positioning system and object positioning method of the present invention can be used for architectural structures such as office buildings and housing complexes, civil engineering structures such as bridge substructures and concrete retaining walls, and various other structures. . According to the present invention, it is possible to appropriately grasp the deterioration state of the structure, and considering that it contributes to the extension of the life of the structure, it is expected that it can be used not only industrially but also greatly contributes to society. It can be said that it is a profitable invention.

100 本願発明の対象物測位システム
200 (対象物測位システムの)測位手段
201 (測位手段の)受信手段
202 (測位手段の)演算手段
203 (測位手段の)通信手段
204 (測位手段の)発電手段
300 (対象物測位システムの)解析装置
301 (解析装置の)原変位量算出手段
302 (解析装置の)補正値算出手段
303 (解析装置の)補正変位量算出手段
304 (解析装置の)測位データ記憶手段
305 (解析装置の)標本抽出手段
306 (解析装置の)標本代表値算出手段
307 (解析装置の)代表測位データ算出手段
308 (解析装置の)補正関数算出手段
309 (解析装置の)補正関数記憶手段
310 (解析装置の)周辺温度記憶手段
311 (解析装置の)劣化度評価手段
312 (解析装置の)表示手段
400 (対象物測位システムの)周辺温度計測手段
S 測位衛星
100 Object positioning system of the present invention 200 Positioning means (of object positioning system) 201 Receiving means (of positioning means) 202 Calculation means (of positioning means) 203 Communication means (of positioning means) 204 Power generation means (of positioning means) 300 Analysis device (of object positioning system) 301 Original displacement amount calculation means (of analysis device) 302 Correction value calculation means (of analysis device) 303 Corrected displacement amount calculation means (of analysis device) 304 Positioning data (of analysis device) Storage means 305 Sample extraction means (of analysis device) 306 Sample representative value calculation means (of analysis device) 307 Representative positioning data calculation means (of analysis device) 308 Correction function calculation means (of analysis device) 309 Correction (of analysis device) Function storage means 310 Ambient temperature storage means (of analysis device) 311 Deterioration degree evaluation means (of analysis device) 312 Display means (of analysis device) 400 Ambient temperature measurement means (of object positioning system) S Positioning satellite

Claims (3)

観測点を測位することによって対象物の変位を求めるシステムにおいて、
測位衛星を利用して、前記観測点の位置を定期的に測位する測位手段と、
前記観測点における2時期の測位データの差分を、原変位量として算出する原変位量算出手段と、
補正関数と、前記対象物の周辺温度と、に基づいて温度補正値を算出する補正値算出手段と、
前記原変位量と前記温度補正値とに基づいて、前記観測点における2時期の変位量を求める補正変位量算出手段と、
1年以上の前記周辺温度の観測値と、1年以上の前記対象物の熱膨張収縮に伴う温度変位量の観測値と、に基づく回帰分析を行って前記補正関数を算出する補正関数算出手段と、を備え、
前記補正関数は、前記周辺温度の観測値と、前記温度変位量の観測値と、に基づく回帰分析によって得られた関数であり、
前記補正関数算出手段は、季節ごとに異なる複数種類の前記補正関数を算出する、
ことを特徴とする対象物測位システム。
In a system that obtains the displacement of an object by positioning an observation point,
Positioning means for periodically positioning the position of the observation point using a positioning satellite;
an original displacement amount calculation means for calculating the difference between the positioning data of the two periods at the observation point as an original displacement amount;
correction value calculation means for calculating a temperature correction value based on the correction function and the ambient temperature of the object;
a corrected displacement amount calculating means for obtaining the displacement amount at the observation point at two times based on the original displacement amount and the temperature correction value;
Correction function calculation means for calculating the correction function by performing regression analysis based on the observed value of the ambient temperature for one year or more and the observed value of the amount of temperature change due to thermal expansion and contraction of the object for one year or more and
The correction function is a function obtained by regression analysis based on the observed value of the ambient temperature and the observed value of the temperature variation ,
The correction function calculation means calculates a plurality of types of correction functions that differ for each season.
An object positioning system characterized by:
前記測位データを記憶する測位データ記憶手段と、
測位時刻から遡った所定時間内にある前記測位データを、前記測位データ記憶手段から読み出して、該測位時刻における原標本とする標本抽出手段と、
前記原標本が有する前記測位データに基づいて、当該原標本を代表する標本代表値を算出する標本代表値算出手段と、
あらかじめ定めた測位期間が経過するたびに、該測位期間内にある前記標本代表値に基づいて、当該測位期間における代表測位データを算出する代表測位データ算出手段と、をさらに備え、
前記原変位量算出手段は、前記観測点における2時期の前記代表測位データの差分を、前記原変位量として算出する、
ことを特徴とする請求項1記載の対象物測位システム。
positioning data storage means for storing the positioning data;
a sample extracting means for reading the positioning data within a predetermined time preceding the positioning time from the positioning data storage means and using it as an original sample at the positioning time;
sample representative value calculation means for calculating a sample representative value representing the original sample based on the positioning data of the original sample;
representative positioning data calculation means for calculating representative positioning data in the positioning period based on the sample representative value within the positioning period each time a predetermined positioning period elapses,
The original displacement amount calculation means calculates a difference between the representative positioning data of the two periods at the observation point as the original displacement amount.
The object positioning system according to claim 1, characterized in that:
観測点を測位することによって対象物の変位を求める方法において、
測位衛星を利用して、前記観測点の位置を定期的に測位する測位工程と、
前記観測点における2時期の測位データの差分を、原変位量として算出する原変位量算出工程と、
補正関数と、前記対象物の周辺温度と、に基づいて温度補正値を算出する補正値算出工程と、
前記原変位量と前記温度補正値とに基づいて、前記観測点における2時期の変位量を求める補正変位量算出工程と、
1年以上の前記周辺温度の観測値と、1年以上の前記対象物の熱膨張収縮に伴う温度変位量の観測値と、に基づく回帰分析を行って前記補正関数を算出する補正関数算出工程と、を備え、
前記補正関数は、前記周辺温度の観測値と、前記温度変位量の観測値と、に基づく回帰分析によって得られた関数であり、
前記補正関数算出工程は、季節ごとに異なる複数種類の前記補正関数を算出する、
ことを特徴とする対象物測位方法。
In a method of determining the displacement of an object by positioning an observation point,
A positioning step of periodically positioning the position of the observation point using a positioning satellite;
an original displacement amount calculation step of calculating the difference between the positioning data of the two periods at the observation point as an original displacement amount;
a correction value calculation step of calculating a temperature correction value based on the correction function and the ambient temperature of the object;
a corrected displacement amount calculating step of obtaining the displacement amount at the observation point at two times based on the original displacement amount and the temperature correction value;
A correction function calculation step of calculating the correction function by performing a regression analysis based on the observed value of the ambient temperature for one year or more and the observed value of the amount of temperature change due to thermal expansion and contraction of the object for one year or more. and
The correction function is a function obtained by regression analysis based on the observed value of the ambient temperature and the observed value of the temperature variation ,
The correction function calculating step calculates a plurality of types of correction functions that differ for each season.
An object positioning method characterized by:
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