JPH04282412A

JPH04282412A - 水深計測方法

Info

Publication number: JPH04282412A
Application number: JP7238091A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Nakazono; 中園　嘉治; Isamu Hirayama; 平山　勇; Takeshi Iketani; 武池谷; Hisashi Yoshimori; 久吉森
Original assignee: UNYUSHO KOWAN GIJUTSU KENKYUSHO; Furuno Electric Co Ltd
Current assignee: UNYUSHO KOWAN GIJUTSU KENKYUSHO; Furuno Electric Co Ltd
Priority date: 1991-03-11
Filing date: 1991-03-11
Publication date: 1992-10-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、防波堤等の港湾構造物
築造に際して行われる水深計測方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、防波堤等の基礎工には捨石マウン
ドを採用する事例が多く、採石場から産出する捨石用石
材が陸上・海上運搬を経て現場に到達し、潜水士の指示
により海中に投入され、潜水士の手で整形されて所定の
断面形状となり、本体（ケーソン・ブロック等）の据付
が可能な基礎となる。捨石を投入するにしても、捨石の
山を所定の高さに均すにしても、総て設計図等に基づく
所定の水深を満たすものでなければならない。大半を水
中作業に依存する基礎工の作業工程の中には、水深の計
測が重要な工程の一つとして組み込まれている。

【０００３】従来、この種の水深計測方法としては、図
８乃至図１０に示すものが知られている。図８は水中ス
タッフ５０を用い、設置した杭５１の天端５１ａの水深
を計測する方法を示している。この杭５１は捨石マウン
ド５２における本均し高さの設定基準となるものである
。捨石マウンド５２の均し精度は±５ｃｍの高い精度が
要求される場合が多い。潜水士５３が水中スタッフ５０
を杭５１の天端５１ａに載せてこれを支える。水上では
、潜水士船５４に同乗した２人の作業員５５が水中スタ
ッフ５０を垂直になるように支持する。基準海面からの
高さが既知の既設ケーソン５６上に設置したレベル５７
により水中スタッフ５０の目盛りを読み取り、水深に換
算するものである。

【０００４】図９は円板レッド６０を用い、捨石及び荒
均しの出来高の把握の為に水深を計測する方法を示して
いる。この荒均しにおける均し精度は±２０〜３０ｃｍ
程度である。図９（ａ）に示されるように、ボート６１
に測定員、記録員、移動要員２名が乗り込み、測定員が
目盛りを読み取るものである。図９（ｂ）は、ボート６
１を所定位置とする方法を示している。測量船６２で測
線上にサンロープ６３を張り、トランシット６４等で位
置を測量する方法である。

【０００５】図１０は音響測深機７０を用い、捨石マウ
ンド形成途中の出来形管理の為に深度を計測する方法を
示している。マウンドの均し精度は±２０〜３０ｃｍ程
度である。測量船７１の両舷側に音響測深機７０を固定
し、反射波の到達時間により水深を計測するものである
。測量船７１の所定位置は電波測位儀７２により測量さ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた図
８のスタッフを用いるものは、既存ケーソン等を基準と
するので、計測精度が良いものの、長尺のスタッフを垂
直に維持する必要があり、大深度の場合や、波浪・潮流
の大きい場合には計測が困難であるという問題点を有し
ていた。図９の円板レッドや図１０の音響測深機を用い
るものは、海面基準であるため潮位の補正が必要である
が、潮位は場所等によって異なるので正確な補正が困難
であり、更に波浪による測量船の動揺で計測精度が悪く
なるという問題点を有していた。また、円板レッドは潮
流が強い場合には流され、音響測深機は傾斜面の計測精
度が低下するという問題点もあった。

【０００７】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、波浪・潮流の影響を受けることなく、潮位の補
正も必要としない高精度の水深測定方法を提供しようと
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の水深測定方法は、水中の基準位置にビーム
発生装置の少なくとも水平ビーム射出部を設置し、該水
平ビーム射出部により基準水面から既知の深度にある水
平ビーム面を形成し、水中の測定位置に前記水平ビーム
を感知すると共に感知位置からの深度を計測する深度測
定装置を配設し、深度測定装置の深度と水平ビーム面の
深度の和により水深を計測するものである。

【０００９】そして、深度測定装置には、水底に立設さ
れる棒状体にビーム感知素子が列状に配列されたもの、
船上から垂下される線状体にビーム感知素子が列状に配
列されたもの、船上から垂下される棒状体に少なくとも
一つのビーム感知素子が配置されると共に、深度計が設
けられたもの、又は、遠隔操作による水中移動体であっ
て、該移動体に、ビーム感知素子が列状に配列された棒
状体が立設されると共に、深度計が設けられたものがあ
る。

【００１０】

【作用】既知の深度にある水平ビーム面を水底近くに形
成すると、波浪・潮流の影響を受けず、潮位と無関係な
基準面となり、この基準面から水底までを深度測定装置
で計測し、深度測定装置の深度と水平ビーム面の深度と
の和により水深が計測される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００１２】図１及び図２は本発明の水深計測方法を示
す上面図及び側面図であり、図３はこの水深計測方法で
用いられる棒状体のスタッフを示す図である。

【００１３】図１及び図２において、１は既存のケーソ
ン、２は既存の捨石マウンドであり、３は施工途中の新
たな捨石マウンドであり、ケーソン延長工事の途中が例
示されている。

【００１４】既存の捨石マウンド２上には、ビーム発生
装置４の水平ビーム射出部４ａが設定され、水平ビーム
面５を形成している。また、音響応答を行うトランスポ
ンダ６，７が距離ｃを隔てて既存の捨石マウンド２上に
設置されている。さらに、新たな捨石マウンド３上には
、潜水士８が棒状体のスタッフ９を立設している。水面
１０には、操作員１１が乗り込んだ潜水士船１２が位置
し、パソコン１３からのケーブル１４がスタッフ９に接
続されている。

【００１５】ビーム発生装置４は、水平ビーム射出部４
ａと、光ファイバ伝送部４ｃと、ビーム発生部４ｃとか
らなっており、少なくとも水平ビーム射出部４ａが水中
の基準位置に設置される。水平ビーム射出部４ａは、一
本の水平レーザ線を水平面内で首振りさせるか又は、垂
直方向の指向角が小さく水平方向の指向角が広い扇型の
水平レーザ面等により水平ビーム面５を形成する。なお
、レーザに限らず、赤外線や超音波を用いて水平ビーム
面５を形成することもできる。また、水平ビーム射出部
４ａとビーム発生部４ｃが一体となったレーザ発生装置
を水中の基準位置に設置することもできる。さらに、上
述した水平ビーム射出部４ａからの水平ビーム面５の水
平度を維持するため、水平ビーム射出部４ａにジャイロ
機構や傾斜センサを内蔵させることもできる。この水平
ビーム射出部４ａは、既存のケーソン１を基準にして設
定されている。ケーソン１の上面１ａから基準水面１０
ａまでの距離Ｈ１は既知である。したがって、ケーソン
１の上面１ａからスタッフ等を使って、水平ビーム射出
部４ａまでの距離Ｈ２を正確に測定しておくことにより
、基準水面１０ａから水平ビーム射出部４ａの水平ビー
ム面５までの深度Ｈ３は既知のものとなる。

【００１６】深度測定装置であるスタッフ９は、図３に
示されるように、棒状体１５の下端に重り１６を設け、
棒状体１５の上端に超音波送受波器１７が設けられたも
のである。そして、棒状体１５に沿って多数のレーザ受
信素子等のビーム感知素子１８が列状に配列されている
。ビーム感知素子１８はレーザによる水平ビーム面５を
受信し、その中心位置を感知（即ち重り１６迄の深度ｈ
）するものである。この感知データはケーブル１４を経
て電送される。超音波送受波器１７はトランポンダ６，
７までの距離ａ，ｂを測定するものであり（図１参照）
、この測定データもケーブル１４を経て電送される。図
１に示すように、トランポンダ６を基準としたスタッフ
９の位置（ｘ，ｙ）は、距離ａ，ｂ，ｃから、以下の式
で算出できる。ｘ＝〔（ａ＋ｂ＋ｃ）（ａ＋ｂ−ｃ）（ａ−ｂ＋ｃ）（
ｂ−ａ＋ｃ）〕１／２　／２ｃｙ＝（ａ２　−ｂ２　＋ｃ２　）／２ｃ

【００１７】つ
ぎに、図２により、捨石マウンド３の水深計測手順を説
明する。潜水士船１２のパソコン１３はスタッフ９の位
置（ｘ，ｙ）を演算し、その結果は操作員１１を経て潜
水士８に伝えられ、スタッフ９は所定の位置に立設され
る。そして、水平ビーム面５を感知することによって、
水平ビーム面５から捨石マウンド３までの深度ｈが測定
され、パソコン１３に入力される。このような作業の繰
り返しにより、捨石マウンド３の出来形が測定され、パ
ソコン１３で立体的データ等として取り出すことができ
る。また、図８の杭の天端高さを計測する場合にも、こ
の方法が簡単に適用できる。多少の波浪や潮流があって
も計測に支障がなく、潮位の補正も必要としない正確な
計測が可能となる。また、計測データのコンピュータ処
理も容易にできる。

【００１８】図４は船上から垂下される線状体を用いた
水深計測方法を示す図である。水平ビーム射出部４ａは
捨石マウンド３に設けられたやぐら２０上に設定され、
水平ビーム面５を形成している。水面１０には測量船２
１があり、その位置は電波測位儀２２で確定され、測量
員２３が深度測定装置であるレッド２４を垂下する。線
状体のレッド２４には水平ビーム面５の感知素子２５が
列状に配列されており、捨石マウンド３から水平ビーム
５までの深度ｈを測定する。レッド２４が潮流によって
流されたとしても、深度ｈの間における誤差は少なく、
全体としての計測精度は高くなる。

【００１９】図５は船上から垂下される棒状体を用いた
水深計測方法を示す図である。図４のレッドに代わり、
測量船２１からのケーブル３７で垂下された棒状体３８
を深度測定装置として用いる。この棒状体３８の中程に
は水平ビーム面５のビーム感知素子３９が配置され、棒
状体３８の下端には深度計４０が設けられている。測量
員２３が棒状体３８を徐々に垂下していく。そして、棒
状体３８が水平ビーム５を感知した瞬間に深度計４０に
より捨石マウンド３までの距離を測定する。すなわち、
深度計４０による距離ｈ３と、ビーム感知素子３９から
深度計４０までの既知の距離ｈ４とにより深度ｈを測定
する。したがって、ｈ３＋ｈ４＋Ｈ３が求める水深とな
る。なお、棒状体３８に設けられるビーム感知素子３９
は一つに限ることなく、上中下の３か所に設け、平均値
で深度ｈを測定することもできる。また、深度計４０に
はレーザ、光波、赤外線又は超音波等の反射により距離
を測定するものが用いられる。

【００２０】図６はリモートオペレーテッドビークルを
用いた水深計測方法を示す図である。水平ビーム射出部
４ａは捨石マウンド３上に設定され、水平ビーム面５を
形成している。水面１０には測量船２１があって、ケー
ブル２６を経てリモートオペレーテッドビークル２７を
遠隔操作している。深度測定装置であるリモートオペレ
ーテッドビークル２７はスクリュ２８で自走可能であり
、下面に深度計２９を有し、上面に棒状体３０がジャイ
ロ３１を経て立設されている。棒状体３０には水平ビー
ム５の感知素子３０ａが列状に配列されており、その上
端に位置測量用の超音波送受波器３０ｂが設けられてい
る。深度計２９が捨石マウンド３までの距離ｈ１を計測
し、棒状体３０の感知素子３０ａが水平ビーム面５から
の距離ｈ２を計測する。したがって、ｈ１＋ｈ２＋Ｈ３
が求める水深となる。距離ｈ１は短いので、捨石マウン
ド３が斜面であったとしても、深度計２９の計測誤差は
少ない。

【００２１】図７は水中ロボットを用いた水深計測方法
を示す図である。水平ビーム射出部４ａは捨石マウンド
３上に設定され、水平ビーム面５を形成している。水面
１０には測量船２１があって、ケーブル２６を経て水中
ロボット３２を遠隔操作している。深度測定装置である
水中ロボット３２は車輪３３で自走可能であり、水平維
持のためのシリンダ装置３４が設けられている。そして
、水中ロボット３２下面に深度計３５を有し、上面に棒
状体３６が立設されている。棒状体３６には水平ビーム
面５の感知素子３６ａが列状に配列されており、その上
端に位置測量用の超音波送受波器３６ｂが設けられてい
る。深度計３５が捨石マウンド３までの距離ｈ１を計測
し、棒状体３６の感知素子３６ａが水平ビーム５からの
距離ｈ２を計測する。したがって、ｈ１＋ｈ２＋Ｈ３が
求める水深である。図５のものと同様に、距離ｈ１は短
いので、捨石マウンド３が斜面であったとしても、深度
計３５の計測誤差は少ない。図６及び図７に示されるよ
うに、遠隔操作で捨石マウンド３の出来形を計測し、そ
の結果をパソコン１３で立体的に表示することができる
。

【００２２】

【発明の効果】本発明の水深計測方法は、水中の基準位
置にビーム発生装置の少なくとも水平ビーム射出部を設
定し、該水平ビーム射出部により基準水面から既知の深
度にある水平ビーム面を形成し、水中の測定位置に前記
水平ビーム面を感知すると共に感知位置からの深度を計
測する深度測定装置を配設し、深度測定装置の深度と水
平ビーム面の深度の和により水深を計測するものであり
、波浪・潮流の影響を受けず、潮位と無関係な水中の水
平ビーム面を基準とすることによって、精度の高い水深
計測が可能となる。また、水平ビーム面が水中に存在す
ることにより、計測目的に応じた種々の深度計測装置を
用いることができ、計測の自動化やデータのコンピータ
解析等が容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の水深計測方法を示す上面図であ
る。

【図２】図２は本発明の水深計測方法を示す側面図であ
る。

【図３】図３は棒状体のスタッフを示す図である。

【図４】図４は船上から垂下される線状体を用いた水深
計測方法を示す図である。

【図５】図５は船上から垂下される棒状体を用いた水深
計測方法を示す図である。

【図６】図６はリモートオペレーテッドビークルを用い
た水深計測方法を示す図である。

【図７】図７は水中ロボットを用いた水深計測方法を示
す図である。

【図８】図８は水中スタッフを用いた従来の水深計測方
法を示す図である。

【図９】図９は円板レッドを用いた従来の水深計測方法
を示す図である。

【図１０】図１０は音響測深機を用いた従来の水深計測
方法を示す図である。

【符号の説明】

４ａ　　水平ビーム射出部５　　水平ビーム面９　　スタッフ（棒状体）２４　　レッド（線状体）１８，２５，３０ａ，３６ａ，３９　　ビーム感知素子
２７　　リモートオペレーテッドビークル（水中移動体
）３２　　水中ロボット（水中移動体）２９，３５，４０　　深度計３０，３６，３８　　棒状体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　水中の基準位置にビーム発生装置の少
なくとも水平ビーム射出部を設置し、該水平ビーム射出
部により基準水面から既知の深度にある水平ビーム面を
形成し、水中の測定位置に前記水平ビーム面を感知する
と共に感知位置からの深度を計測する深度測定装置を配
設し、深度測定装置の深度と水平ビーム面の深度の和に
より水深を計測することを特徴とする水深計測方法。
【請求項２】　　前記深度測定装置は、水底に立設され
る棒状体にビーム感知素子が列状に配列されたものであ
る請求項１記載の水深計測方法。
【請求項３】　　前記深度測定装置は、船上から垂下さ
れる線状体にビーム感知素子が列状に配列されたもので
ある請求項１記載の水深計測方法。
【請求項４】　　前記深度測定器装置は、船上から垂下
される棒状体に少なくとも一つのビーム感知素子が配置
されると共に、深度計が設けられたものである請求項１
記載の水深計測方法。
【請求項５】　　前記深度測定装置は、遠隔操作による
水中移動体であって、該移動体に、ビーム感知素子が列
状に配列された棒状体が立設されると共に、深度計が設
けられたものである請求項１記載の水深計測方法。