JPH09133777A - Extremely low frequency magnetic measuring system - Google Patents
Extremely low frequency magnetic measuring systemInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、広範囲の地域内に
おいて３００ヘルツ以下程度の極超低周波の微弱磁気変
動を計測しうる極超低周波磁気計測システムに関し、特
に、個々の計測点付近の環境磁気ノイズを低減しうる極
超低周波磁気計測システムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultra-low frequency magnetic measurement system capable of measuring extremely low frequency ultra-low frequency magnetic fluctuations of about 300 Hertz or less in a wide area, and particularly, to an ultra-low frequency magnetic measurement system The present invention relates to an extremely low frequency magnetic measurement system capable of reducing environmental magnetic noise.
【０００２】[0002]
【従来の技術】地球は、その内部に鉄を主体とする金属
からなる核を有しており、核は、液体状態の外核と、固
体状態の内核で構成されている。外核に関しては、地球
の自転力や、外核に含まれる放射性物質の崩壊による熱
エネルギにより、緩やかな流動が生じ、これに伴い外核
内部に電流が発生し、これにより磁場が生じている、と
する「ダイナモ理論（Dynamo theory ）」が提唱されて
いる。実際、地球は、北極をＳ極とし南極をＮ極とする
巨大な磁石を形成している。このため、地球上には、地
磁気が分布している。地磁気は、地球座標系のｘ，ｙ，
ｚ方向の３成分を持つベクトル量であり、その値は、約
５×１０-5テスラ（Ｗｂ／ｍ2 ）すなわち５万ナノテス
ラ（ナノテスラ＝１０-9テスラ）程度である。2. Description of the Related Art The earth has a core made of a metal mainly composed of iron, and the core is composed of an outer core in a liquid state and an inner core in a solid state. Regarding the outer core, a gradual flow occurs due to the rotation force of the earth and the thermal energy due to the decay of radioactive materials contained in the outer core, which causes a current inside the outer core, which causes a magnetic field. , "Dynamo theory" has been proposed. In fact, the earth forms a huge magnet with the north pole as the south pole and the south pole as the north pole. Therefore, geomagnetism is distributed on the earth. Geomagnetism is the x, y,
It is a vector quantity having three components in the z direction, and its value is about 5 × 10 −5 Tesla (Wb / m 2 ) or about 50,000 nanotesla (nanotesla = 10 −9 Tesla).
【０００３】最近、地震の前兆現象として、地磁気が変
動したとする例が報告されている。例えば、マグニチュ
ード５．０程度の地震の前に、５ナノテスラ程度の地磁
気の変動が観測されたという報告がある。また、岩石に
残留する磁気から、過去の巨大地震の際の地磁気変化を
算出した結果、マグニチュード８．０程度の巨大地震で
あった日本の濃尾地震（１８９１年）の際に１０ナノテ
スラ程度の地磁気変動があったのではないか、という報
告もある。これらは、「地震地磁気効果」と呼ばれてい
る。この地震地磁気効果は、地震の発生前に地殻内で発
生する圧力により、岩石磁化が変化するためである、と
考えられている。また、地震の前兆現象としては、地電
流も知られている。これに関しては、地震の発生前に地
殻内で発生する圧力により岩石が破壊する際に、一種の
圧電効果によりピエゾ電流が発生するためである、とい
う説がある。この場合も、電流の発生により地磁気が変
化することが考えられる。Recently, it has been reported that the earth's magnetism has changed as a precursory phenomenon to an earthquake. For example, there is a report that a geomagnetic variation of about 5 nanotesla was observed before an earthquake with a magnitude of about 5.0. Moreover, as a result of calculating the geomagnetic change at the time of the past huge earthquake from the magnetism remaining in the rock, it was about 10 nanotesla at the Nobi earthquake of Japan (1891) which was a huge earthquake of magnitude 8.0. There are also reports that there may have been geomagnetic fluctuations. These are called "earthquake geomagnetic effects". It is considered that this seismic geomagnetic effect is due to the change in rock magnetization due to the pressure generated in the crust before the occurrence of the earthquake. In addition, earth current is also known as a precursory phenomenon of an earthquake. Regarding this, there is a theory that when a rock is destroyed by the pressure generated in the crust before the occurrence of an earthquake, a piezo current is generated by a kind of piezoelectric effect. Also in this case, it is considered that the geomagnetism changes due to the generation of the electric current.
【０００４】また、地殻深部のマグマは、地下の割れ目
等を経て地上に上昇し、火山の火口から溶岩として噴出
する。溶岩が冷却して固化したものが玄武岩や安山岩な
どの火山岩である。火山岩は、地球磁場により帯磁し、
岩石磁化を生ずる。したがって、火山は、それ自体が一
種の磁石となっている。マグマは、火山直下に一時滞留
する場合があり、その場合には、高い熱と圧力により、
周辺の岩石に影響を与え、その岩石磁化を変化させると
考えられている。したがって、噴火等の火山活動の前兆
として地磁気変動が起こることも考えられ、この場合の
地磁気変動も数ナノテスラ程度であろうと予想される。
また、火山地帯では、岩石磁化により地磁気が強められ
ているので、上記した地震地磁気効果も顕著に現れると
考えられている。これら地球活動に伴う地磁気変動は、
その性質上非常に緩慢であり、その周波数は１０Ｈｚ以
下と考えられている。[0004] Further, magma in the deep crust rises above the ground through cracks in the ground and erupts as lava from the crater of a volcano. Volcanic rocks such as basalt and andesite are formed by cooling and solidifying lava. Volcanic rock is magnetized by the earth's magnetic field,
It produces rock magnetization. Therefore, the volcano itself is a kind of magnet. Magma may temporarily stay directly under a volcano, in which case due to high heat and pressure,
It is believed to affect surrounding rocks and change their magnetization. Therefore, it is conceivable that geomagnetic variations will occur as precursors of volcanic activity such as eruptions, and in this case the geomagnetic variations are expected to be on the order of a few nanotesla.
Further, in the volcanic region, since the geomagnetism is strengthened by the rock magnetization, it is considered that the above-mentioned seismic geomagnetic effect also appears prominently. The geomagnetic variations associated with these earth activities are
It is very slow in nature and its frequency is considered to be 10 Hz or less.
【０００５】したがって、数ナノテスラ程度の地磁気の
変動を観測することにより、地震や火山活動などの地球
規模の変動を検出しうる可能性がある。ナノテスラオー
ダーの微弱磁場を検出しうる計測器としては、磁束密度
分解能が、１００ピコテスラ／Hz1/2 （ピコテスラ＝１
０-12 テスラ）すなわち０．１ナノテスラ程度のプロト
ン磁力計、磁束密度分解能が１ピコテスラ／Hz1/2 すな
わち１／１０００ナノテスラ程度のフラックスゲート磁
力計、磁束密度分解能が２フェムトテスラ／Hz1/2 （フ
ェムトテスラ＝１０-15 テスラ）すなわち百万分の２ナ
ノテスラ程度のＳＱＵＩＤ（Superconducting Quantum
Interference Device ：超伝導量子干渉デバイス）磁束
計が知られている。Therefore, it is possible to detect global fluctuations such as earthquakes and volcanic activity by observing fluctuations in the geomagnetism of several nanotesla. As a measuring instrument capable of detecting a weak magnetic field on the order of nanotesla, the magnetic flux density resolution is 100 picotesla / Hz 1/2 (picotesla = 1
0-12 Tesla) or 0.1 nanotesla proton magnetometer, flux density resolution is 1 picotesla / Hz 1/2, ie 1/1000 nanotesla fluxgate magnetometer, flux density resolution is 2 femtotesla / Hz 1 / 2 (Femto Tesla = 10 -15 Tesla), that is, SQUID (Superconducting Quantum) of about 2 / nillion nanotesla
Interference Device: Superconducting quantum interference device) A magnetometer is known.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たように通常の地磁気の値が約５万ナノテスラである
上、地磁気は一定ではなくたえず変化しており、種々の
雑音が混在する。例えば、太陽の黒点の変化により地球
に来襲する高速なプラズマ状態のイオン粒子の集団であ
る太陽風は、地球の電離層によってある程度は遮蔽され
るが、周波数１Ｈｚにおいて２０ピコテスラ／Hz1/2 程
度すなわち０．０２ナノテスラ程度の磁気雑音を引き起
こす。さらに大きな磁気雑音を発生するのは、市街地で
ある。その大きな雑音源は鉄道電車、自動車等であり、
その雑音レベルは前者の場合では数十ナノテスラ、後者
では数ナノテスラに達し、太陽風の場合の地磁気雑音の
１００〜数千倍である。したがって、上記した高感度の
磁束計を何らの対策も施さずに地球磁場内に設置して地
磁気計測をした場合には、市街地環境における数ナノテ
スラ〜数十ナノテスラの磁気雑音（以下、「都市ノイ
ズ」という）に埋没してしまい、たとえ地球の活動によ
る数ナノテスラ程度の地磁気変動が発生していたとして
も、それを検出することはほとんど不可能である。However, as described above, the value of normal geomagnetism is about 50,000 nanotesla, and the geomagnetism is not constant and constantly changing, and various noises are mixed. For example, the solar wind, which is a group of ion particles in a high-speed plasma state that hits the earth due to changes in the sunspot of the sun, is shielded to some extent by the ionosphere of the earth, but at a frequency of 1 Hz, about 20 picotesla / Hz 1/2 or 0 It causes magnetic noise of about 0.02 nanotesla. It is in urban areas that generate even greater magnetic noise. The major noise sources are trains, cars, etc.,
The noise level reaches several tens of nanotesla in the former case and several nanotesla in the latter case, which is 100 to several thousand times higher than the geomagnetic noise in the case of the solar wind. Therefore, if the above-mentioned high-sensitivity magnetometer is installed in the earth's magnetic field without any measures to measure the geomagnetism, the magnetic noise of several nanotesla to several tens of nanotesla in an urban environment (hereinafter referred to as “urban noise”). It is almost impossible to detect even if a geomagnetic fluctuation of about several nanotesla occurs due to the activity of the earth.
【０００７】本発明は上記の問題を解決するためになさ
れたものであり、本発明の解決しようとする課題は、都
市ノイズの影響を低減し、周波数が３００ヘルツ以下程
度の極超低周波の微弱磁気変動を計測しうる極超低周波
磁気計測システムを提供することにある。The present invention has been made in order to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to reduce the influence of city noise and to reduce the frequency of ultra-low frequencies of about 300 hertz or less. An object is to provide an extremely low frequency magnetic measurement system capable of measuring weak magnetic fluctuations.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る極超低周波磁気計測システムは、極超
低周波磁気を３次元成分ごとに計測する第１磁気計測手
段と、極超低周波磁気を３次元成分ごとに計測する第２
磁気計測手段を有する地域計測ペアを少なくとも２個互
いに離隔させて配置し、前記第１磁気計測手段により計
測された第１磁気データと前記第２磁気計測手段により
計測された第２磁気データとの同一条件での前記３次元
成分ごとの相互相関関数を前記各地域計測ペアごとに算
出することにより、前記各地域ペアごとにその周辺環境
の磁気雑音を低減した前記３次元成分ごとの環境雑音低
減磁気データを算出し、前記環境雑音低減磁気データか
ら少なくとも６個の方程式をたてて解き、前記計測され
た磁気の発生源の位置と、前記計測された磁気の発生源
における磁気の方向と、前記計測された磁気の発生源に
おける磁気の強度を算出するデータ処理手段を備えたこ
とを特徴とする。上記の極超低周波磁気計測システムに
おいては、好ましくは、前記第１磁気計測手段は３次元
の各軸方向に対応して設けられ前記３次元磁気成分を検
出する３次元成分第１検出部を有するとともに、前記第
２磁気計測手段は３次元の各軸方向に対応して設けられ
前記３次元磁気成分を検出する３次元成分第２検出部を
有し、前記同一条件は、前記３次元成分第１計測部の前
記各軸方向と前記３次元成分第２計測部の前記各軸方向
とを地球座標系の３軸方向と平行にすることとする。ま
た、好ましくは、前記地域計測ペアは、５００ないし１
０００キロメートル程度の離隔を配して設置される。ま
た、好ましくは、前記第１磁気計測手段と前記第２磁気
計測手段は、都市又は地域において１０ないし３０キロ
メートル程度の離隔を配して設置される。また、好まし
くは、前記極超低周波磁気の周波数は概ね３００ヘルツ
以下とする。また、好ましくは、前記第１磁気計測手段
及び前記第２磁気計測手段の３次元位置を検出する測位
手段と、前記第１磁気計測手段及び前記第２磁気計測手
段の方向を検出する方向検出手段を備える。また、好ま
しくは、前記第１磁気計測手段と、前記第２磁気計測手
段と、前記データ処理手段の相互間を連絡するデータ伝
送手段を備える。また、好ましくは、前記第１磁気計測
手段により計測された前記同一条件における磁気データ
の前記３次元成分をそれぞれｆx （ｔ）及びｆy （ｔ）
及びｆz（ｔ）とし、前記第２磁気計測手段により計測
された前記同一条件における磁気データの前記３次元成
分をそれぞれｇx （ｔ）及びｇy （ｔ）及びｇz （ｔ）
とした場合に、前記３次元成分ごとの相互相関関数は、
下式In order to solve the above-mentioned problems, an ultra-low frequency magnetic measurement system according to the present invention comprises a first magnetic measuring means for measuring the ultra-low frequency magnetism for each three-dimensional component, and a pole. Second measurement of ultra-low frequency magnetism for each three-dimensional component
At least two regional measurement pairs having magnetic measurement means are arranged apart from each other, and the first magnetic data measured by the first magnetic measurement means and the second magnetic data measured by the second magnetic measurement means are arranged. By calculating a cross-correlation function for each of the three-dimensional components under the same condition for each of the regional measurement pairs, magnetic noise of the surrounding environment is reduced for each of the regional pairs, and environmental noise for each of the three-dimensional components is reduced. Calculating magnetic data, solving at least six equations from the environmental noise-reducing magnetic data, and solving the equations, the position of the measured magnetic source, and the direction of the magnetic field at the measured magnetic source; Data processing means for calculating the intensity of magnetism in the measured source of magnetism is provided. In the ultra-low frequency magnetic measurement system described above, preferably, the first magnetic measurement means includes a three-dimensional component first detection unit that is provided in correspondence with each of the three-dimensional axial directions and that detects the three-dimensional magnetic component. In addition to the above, the second magnetic measuring means has a three-dimensional component second detection unit which is provided corresponding to each of the three-dimensional axial directions and detects the three-dimensional magnetic component, and the same condition is the three-dimensional component. It is assumed that the respective axial directions of the first measuring unit and the respective axial directions of the three-dimensional component second measuring unit are parallel to the three axial directions of the earth coordinate system. Also, preferably, the regional measurement pair is 500 to 1
It will be installed at a distance of about 000 kilometers. Further, preferably, the first magnetic measurement means and the second magnetic measurement means are installed at a distance of about 10 to 30 kilometers in a city or area. In addition, preferably, the frequency of the ultra-low frequency magnetism is approximately 300 hertz or less. Further, preferably, positioning means for detecting the three-dimensional position of the first magnetic measuring means and the second magnetic measuring means, and direction detecting means for detecting the directions of the first magnetic measuring means and the second magnetic measuring means. Equipped with. Further, preferably, there is provided data transmission means for communicating the first magnetic measurement means, the second magnetic measurement means, and the data processing means with each other. Further, preferably, the three-dimensional components of the magnetic data under the same condition measured by the first magnetism measuring means are respectively fx (t) and fy (t).
And fz (t), and gx (t) and gy (t) and gz (t) are the three-dimensional components of the magnetic data measured under the same condition by the second magnetic measuring means, respectively.
Then, the cross-correlation function for each of the three-dimensional components is
Lower formula
【数４】 (Equation 4)
【数５】 (Equation 5)
【数６】 により算出されることを特徴とする。また、好ましく
は、前記環境雑音低減磁気データは、前記第１磁気デー
タの３次元成分の前記同一条件でのフーリエ変換と、前
記第２磁気データの３次元成分の前記同一条件でのフー
リエ変換の、各３次元成分ごとの合成積を算出し、その
フーリエ逆変換を算出することにより得る。(Equation 6) Is calculated by Further, preferably, the environmental noise reduced magnetic data is a Fourier transform of the three-dimensional component of the first magnetic data under the same condition and a Fourier transform of the three-dimensional component of the second magnetic data under the same condition. , The composite product of each three-dimensional component is calculated, and the inverse Fourier transform thereof is calculated.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。図１ないし図
３は、本発明の極超低周波磁気計測システムの一実施形
態である地磁気計測システムの全体構成を示したもので
ある。図１（Ａ）に示すように、この地磁気計測システ
ム１は、複数の地域計測ペアＡ1 〜Ａn （ｎ：自然数）
と、集計分析センターＢと、これらを連絡するデータ伝
送路Ｌ1 〜Ｌn を備えて構成されている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 to 3 show the overall configuration of a geomagnetic measurement system which is an embodiment of the ultra-low frequency magnetic measurement system of the present invention. As shown in FIG. 1A, the geomagnetic measurement system 1 includes a plurality of regional measurement pairs A1 to An (n: natural number).
, A total analysis center B, and data transmission lines L1 to Ln connecting them.
【００１０】各地域計測ペアＡi （ｉ：１からｎまでの
自然数）は、それぞれ距離Ｄij（ｊ：１からｎまでの自
然数，ｉ≠ｊ）を配して設置されている。各ペア間距離
Ｄijは、５００〜１０００キロメートル程度に設定され
ている。各地域計測ペアＡiと集計分析センターＢとを
結ぶデータ伝送路Ｌi は、電話回線、光ファイバ回線等
の有線回線、あるいはマイクロ波等の無線回線で構成さ
れている。Each area measurement pair Ai (i: natural number from 1 to n) is arranged with a distance Dij (j: natural number from 1 to n, i ≠ j). The distance Dij between each pair is set to about 500 to 1000 kilometers. The data transmission line Li that connects each regional measurement pair Ai and the aggregation and analysis center B is composed of a wired line such as a telephone line, an optical fiber line, or a wireless line such as a microwave.
【００１１】また、図１（Ｂ）に示すように、各地域計
測ペアＡi は、第１計測ユニットａi1と第２計測ユニッ
トａi2を有している。これらの計測ユニットａi1，ａi2
は、距離ｄi を配して設置されている。ユニット間距離
ｄi は、１０〜３０キロメートル程度に設定されてい
る。計測ユニットａi1，ａi2どうしは、データ伝送路Ｌ
i0で連絡されており、このデータ伝送路Ｌi0も、上記の
データ伝送路Ｌi と同様、電話回線、光ファイバ回線等
の有線回線、あるいはマイクロ波等の無線回線で構成さ
れている。集計分析センターＢとの間のデータ伝送路Ｌ
i は、片方の計測ユニットａi1との間に設けられてい
る。これは、逆であってもよく、計測ユニットａi2と集
計分析センターＢとがデータ伝送路Ｌi で連絡されてい
てもよい。Further, as shown in FIG. 1B, each area measurement pair Ai has a first measurement unit ai1 and a second measurement unit ai2. These measuring units ai1 and ai2
Are installed at a distance di. The unit distance di is set to about 10 to 30 kilometers. The measurement units ai1 and ai2 are connected to each other via the data transmission line L.
The data transmission line Li0 is connected by i0, and like the data transmission line Li, the data transmission line Li0 is also formed by a wire line such as a telephone line, an optical fiber line, or a wireless line such as a microwave. Data transmission line L to the aggregation analysis center B
i is provided between one of the measurement units ai1. This may be reversed, and the measurement unit ai2 and the aggregation / analysis center B may be connected by the data transmission line Li.
【００１２】上記の各計測ユニットａi1，ａi2は、ある
地域又は都市を挟むようにその辺縁部に設置されるのが
望ましい。また、集計分析センターＢは、複数の地域や
都市の中心となる都市や大学，研究所等の所在する都市
等に設置される。集計・分析センターＢには、コンピュ
ータが設けられている。It is desirable that the above-mentioned measuring units ai1 and ai2 are installed at the edges of a certain region or city so as to sandwich the region or city. Further, the total analysis center B is installed in a city that is the center of a plurality of regions or cities, or a city where a university, a research institute, etc. is located. The aggregation / analysis center B is provided with a computer.
【００１３】次に、上記した計測ユニットａi1，ａi2の
構成について説明する。図２に示すように、第１計測ユ
ニットａi1は、第１磁気計測手段である磁気計測ブロッ
ク１０と、位置・方向算出ブロック２０と、地域磁気情
報算出ブロック３０を有している。一方、計測ユニット
ａi2は、第２磁気計測手段である磁気計測ブロック１１
０と、位置・方向算出ブロック１２０と、地域磁気情報
算出ブロック１３０を有している。Next, the structure of the above-mentioned measuring units ai1 and ai2 will be described. As shown in FIG. 2, the first measurement unit ai1 includes a magnetic measurement block 10 that is a first magnetic measurement unit, a position / direction calculation block 20, and a regional magnetic information calculation block 30. On the other hand, the measurement unit ai2 includes the magnetic measurement block 11 which is the second magnetic measurement means.
0, a position / direction calculation block 120, and a regional magnetic information calculation block 130.
【００１４】第１計測ユニットａi1の磁気計測ブロック
１０は、デュワー１１と、ＳＱＵＩＤ磁束計１２を有し
ている。デュワー１１は、プラスチック等からなり、内
部に複数の殻構造を有しており、それぞれの殻と殻との
間に真空層を設けることにより断熱容器を構成してお
り、内部の空間に温度４Ｋ（Ｋ：絶対温度）程度の冷却
媒体である液体ヘリウムＨを収容している。The magnetic measurement block 10 of the first measurement unit ai1 has a dewar 11 and a SQUID magnetometer 12. The dewar 11 is made of plastic or the like, has a plurality of shell structures inside, and forms a heat insulating container by providing a vacuum layer between the shells, and the internal space has a temperature of 4K. Liquid helium H, which is a cooling medium of about (K: absolute temperature), is contained.
【００１５】ＳＱＵＩＤ磁束計１２は、ピックアップコ
イル１２ａと、ＳＱＵＩＤチップ１２ｂと、駆動・検出
回路１２ｃを有している。ピックアップコイル１２ａ
は、例えば立方体の互いに直交する面上に設置された３
つの成分検出コイルｃx ，ｃy，ｃz を有している。こ
のピックアップコイル１２ａは、液体ヘリウムＨ中に浸
漬されて温度４Ｋ程度の低温状態に維持され、デュワー
１１の底部付近に設置される。このような構成により、
ピックアップコイル１２ａは、個々の成分検出コイルｃ
x ，ｃy ，ｃz が、地磁気φを、その３次元成分、すな
わちｘ方向成分φx ，ｙ方向成分φy ，ｚ方向成分φz
ごとに捉える。ＳＱＵＩＤチップ１２ｂも、液体ヘリウ
ムＨ中に浸漬されて温度４Ｋ程度の低温状態に維持さ
れ、ピックアップコイル１２ａの出力側に接続される。
このＳＱＵＩＤチップ１２ｂにおいては、ピックアップ
コイル１２ａの各成分検出コイルｃx ，ｃy ，ｃz ごと
にｄｃ−ＳＱＵＩＤが接続されており、ピックアップコ
イル１２ａが捉えた各３次元成分ごとの磁束を検出す
る。駆動・検出回路１２ｃは、デュワー１１の外部に設
けられる。駆動・検出回路１２は、３個のｄｃ−ＳＱＵ
ＩＤに対応して３系統設けられ、磁気の３次元成分ごと
にｄｃ−ＳＱＵＩＤを駆動し、検出した磁束をそれぞれ
３次元成分の電気信号として出力する。これらの３次元
成分ごとの計測磁気データは第１磁気データに相当す
る。デュワー１１内に設置後のピックアップコイル１２
ａの各成分検出コイルｃx ，ｃy ，ｃz の位置と方向の
初期値、その方向ごとの感度は、測定等により予め把握
されて、ディジタルデータとして格納されている。The SQUID magnetometer 12 has a pickup coil 12a, an SQUID chip 12b, and a drive / detection circuit 12c. Pickup coil 12a
Is placed, for example, on the planes of a cube that are orthogonal to each other.
It has one component detection coil cx, cy, cz. The pickup coil 12a is immersed in liquid helium H, maintained at a low temperature of about 4K, and installed near the bottom of the dewar 11. With such a configuration,
The pickup coil 12a is an individual component detection coil c.
x, cy, and cz represent the geomagnetism φ by its three-dimensional component, that is, the x-direction component φx, the y-direction component φy, and the z-direction component φz.
Capture each. The SQUID chip 12b is also immersed in liquid helium H to be maintained at a low temperature of about 4K and connected to the output side of the pickup coil 12a.
In the SQUID chip 12b, a dc-SQUID is connected to each of the component detection coils cx, cy, cz of the pickup coil 12a, and the magnetic flux of each three-dimensional component captured by the pickup coil 12a is detected. The drive / detection circuit 12c is provided outside the dewar 11. The drive / detection circuit 12 includes three dc-SQUs.
Three systems are provided corresponding to the ID, the dc-SQUID is driven for each three-dimensional magnetic component, and the detected magnetic flux is output as an electric signal of each three-dimensional component. The measured magnetic data for each of these three-dimensional components corresponds to the first magnetic data. Pickup coil 12 after installation in Dewar 11
The initial values of the positions and directions of the respective component detection coils cx, cy, cz of a, and the sensitivities in the respective directions are grasped in advance by measurement or the like and stored as digital data.
【００１６】ここで、ＳＱＵＩＤ磁束計１２における磁
束検出の原理について説明する。図３に示すように、Ｓ
ＱＵＩＤ磁束計１２は、ピックアップコイル１２ａと、
インプットコイル５１と、ＳＱＵＩＤリング５２と、バ
イアス電流源５５と、増幅器５６と、位相検波器５７
と、増幅器５８と、変調信号源９と、帰還抵抗６０と、
帰還コイル６１を有して構成されている。上記のうち、
ＳＱＵＩＤリング５２とインプットコイル５１と帰還コ
イル６１はＳＱＵＩＤチップ１２ｂを構成している。ま
た、バイアス電流源５５と、増幅器５６と、位相検波器
５７と、増幅器５８と、変調信号源９と、帰還抵抗６０
は、駆動・検出回路１２ｃを構成している。上記は、磁
気の３次元成分の１つの成分、例えばｘ方向成分につい
ての構成であり、他のｙ，ｚ方向成分についても、まっ
たく同様に、それぞれ磁束計が構成されている。Here, the principle of magnetic flux detection in the SQUID magnetometer 12 will be described. As shown in FIG.
The QUID magnetometer 12 includes a pickup coil 12a,
The input coil 51, the SQUID ring 52, the bias current source 55, the amplifier 56, and the phase detector 57.
An amplifier 58, a modulation signal source 9, a feedback resistor 60,
The feedback coil 61 is included in the configuration. Of the above,
The SQUID ring 52, the input coil 51, and the feedback coil 61 constitute the SQUID chip 12b. Further, the bias current source 55, the amplifier 56, the phase detector 57, the amplifier 58, the modulation signal source 9, and the feedback resistor 60.
Constitute a drive / detection circuit 12c. The above is the configuration for one component of the magnetic three-dimensional component, for example, the x-direction component, and the other y- and z-direction components are also configured in exactly the same manner.
【００１７】インプットコイル５１はピックアップコイ
ル１２ａとループ状に接続されており、ピックアップコ
イル１２ａが捉えた外部磁束をＳＱＵＩＤリング５２に
結合する。ＳＱＵＩＤリング５２は超伝導材料からな
り、その内部に２つのジョセフソン接合５３，５４を有
するｄｃ−ＳＱＵＩＤである。これらのピックアップコ
イル１２ａとインプットコイル５１とＳＱＵＩＤリング
５２は、液体ヘリウム内に浸漬され４Ｋ程度の低温状態
に維持され、超伝導状態になっている。バイアス電流源
５５は、ＳＱＵＩＤリング５２を駆動するための直流の
バイアス電流を印加する。ＳＱＵＩＤリング５２には、
インプットコイル５１を介して、外部磁束、例えば磁気
のｘ方向成分φx が結合されるほか、帰還抵抗６０に流
れる帰還電流Ｉf と変調信号源５９による帰還磁束φf
が結合される。この場合、超伝導状態にあるＳＱＵＩＤ
リング５２に、磁束の通過によりリングを周回する超伝
導電流が誘起され、リング内のジョセフソン接合５３，
５４における量子的な干渉効果により、電圧Ｖ1 が出力
される。この出力電圧Ｖ1 は、増幅器５６で増幅され
る。その後、位相検波器５７において位相検波され、Ｖ
−φ特性の１次微分値ｄＶ／ｄφに比例する直流値を得
る。この直流値を増幅器５８で増幅することにより、印
加された外部磁束の微弱な変化を出力電圧Ｖout の大き
な変化に変換することができる。The input coil 51 is connected to the pickup coil 12a in a loop shape, and couples the external magnetic flux captured by the pickup coil 12a to the SQUID ring 52. The SQUID ring 52 is a dc-SQUID made of a superconducting material and having two Josephson junctions 53 and 54 therein. The pickup coil 12a, the input coil 51, and the SQUID ring 52 are immersed in liquid helium and maintained at a low temperature of about 4K, and are in a superconducting state. The bias current source 55 applies a DC bias current for driving the SQUID ring 52. In the SQUID ring 52,
An external magnetic flux, for example, a magnetic x-direction component φx is coupled via the input coil 51, and a feedback current If flowing in the feedback resistor 60 and a feedback magnetic flux φf generated by the modulation signal source 59.
Are combined. In this case, SQUID in superconducting state
A superconducting current circulating in the ring is induced in the ring 52 by the passage of the magnetic flux, and the Josephson junction 53 in the ring 53,
The voltage V1 is output due to the quantum interference effect at 54. The output voltage V1 is amplified by the amplifier 56. Then, the phase is detected by the phase detector 57, and V
A DC value proportional to the first derivative value dV / dφ of the −φ characteristic is obtained. By amplifying this DC value with the amplifier 58, a weak change in the applied external magnetic flux can be converted into a large change in the output voltage Vout.
【００１８】上記において、位相検波器５７で求められ
たＶ−φ特性の微分値ｄＶ／ｄφに比例した直流電流が
増幅器５８で増幅され、帰還電流Ｉf として帰還コイル
６１に流される。このフィードバック回路により、ＳＱ
ＵＩＤリング５２に加わる全磁束は、Ｖ−φ曲線の１次
微分値ｄＶ／ｄφが零になる点（山あるいは谷）の磁束
値に固定されるので、この状態を「ロックされた」と表
現し、上記のフィードバック回路を、ＦＬＬ（Flux Loc
ked Loop：磁束ロックループ）回路と呼ぶ。このような
ＳＱＵＩＤ磁束計は、その磁束密度分解能が、１０-6〜
１０-5φ。／Hz1/2 （φ。：磁束量子，２．０７×１０
-15 Ｗｂ）程度、あるいは、２フェムトテスラ／Hz1/2
程度であり、非常に高感度である。In the above description, the DC current proportional to the differential value dV / dφ of the V-φ characteristic obtained by the phase detector 57 is amplified by the amplifier 58 and sent to the feedback coil 61 as the feedback current If. With this feedback circuit, SQ
Since the total magnetic flux applied to the UID ring 52 is fixed to the magnetic flux value at the point (peak or valley) where the first derivative dV / dφ of the V-φ curve becomes zero, this state is expressed as “locked”. Then, the feedback circuit described above is replaced with FLL (Flux Loc).
ked Loop: magnetic flux lock loop) circuit. Such a SQUID magnetometer has a magnetic flux density resolution of 10 -6 ~.
10 -5 φ. / Hz 1/2 (φ .: magnetic flux quantum, 2.07 × 10
-15 Wb) or 2 femto tesla / Hz 1/2
The degree is very high and the sensitivity is very high.
【００１９】第１計測ユニットａi1の位置・方向算出ブ
ロック２０は、アンテナ２１と、ＧＰＳ受信機２２と、
傾きセンサ２５と、傾き算出部２４と、送信機２３を有
している。アンテナ２１は、地球の上空約２０，２００
キロメートルを１周約１２時間で周回する複数個（１９
９３年現在において２３個）のナブスター（NAVSTAR ）
衛星からの電波を捉える。この電波には、測位情報と絶
体時間情報が含まれている。アンテナ２１で捉えられた
電波は、ＧＰＳ受信機２２によって検波され、この計測
ユニットａi1の地球上における３次元の位置（例えばｘ
1 ，ｙ1 ，ｚ1 で表わされた座標データ）を検出し、デ
ィジタルデータとして出力する。このような測位システ
ムをＧＰＳ（Global Positioning System ）という。Ｇ
ＰＳ受信機２２で検出された計測ユニットａi1の地球上
における３次元位置データは、送信機２３に出力され
る。上記において、アンテナ２１とＧＰＳ受信機２２
は、測位手段を構成している。The position / direction calculation block 20 of the first measurement unit ai1 includes an antenna 21, a GPS receiver 22, and
It has a tilt sensor 25, a tilt calculator 24, and a transmitter 23. The antenna 21 is about 20,200 above the earth.
Plurals orbiting around a kilometer in about 12 hours (19
(23 as of 1993) NAVSTAR
Capture radio waves from satellites. This radio wave includes positioning information and absolute time information. The radio wave captured by the antenna 21 is detected by the GPS receiver 22, and the three-dimensional position (for example, x
The coordinate data represented by 1, y1 and z1) are detected and output as digital data. Such a positioning system is called GPS (Global Positioning System). G
Three-dimensional position data on the earth of the measurement unit ai1 detected by the PS receiver 22 is output to the transmitter 23. In the above, the antenna 21 and the GPS receiver 22
Constitutes a positioning means.
【００２０】一方、デュワー１１には傾きセンサ２５が
取り付けられており、デュワー１１の傾きを検出する。
この傾き検出信号は、傾きセンサ２５から傾き算出部２
４に送られ、デュワー１１の傾き（例えば方位角ψ1 ，
天頂角θ1 で表わされた角度データ）を算出し、ディジ
タルデータとして送信機２３に出力する。送信機２３
は、ＳＱＵＩＤ磁束計１２の位置・方向の初期値と、各
方向ごとの感度特性の既知値と、傾きセンサ２５からの
デュワー１１の傾き値（ψ1 ，θ1 ）と、ＧＰＳ受信機
２２から得た計測ユニットａi1の地球上における３次元
位置座標（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）とを、後述するデータ処
理部３３に送る。上記において、傾きセンサ２５と傾き
算出部２４は、方向検出手段を構成している。On the other hand, a tilt sensor 25 is attached to the dewar 11 and detects the tilt of the dewar 11.
This tilt detection signal is sent from the tilt sensor 25 to the tilt calculation unit 2
4 and the tilt of the dewar 11 (for example, azimuth angle ψ 1,
The angle data represented by the zenith angle θ1) is calculated and output to the transmitter 23 as digital data. Transmitter 23
Is obtained from the GPS receiver 22 with the initial values of the position and direction of the SQUID magnetometer 12, the known values of the sensitivity characteristics in each direction, the tilt value (ψ 1, θ 1) of the Dewar 11 from the tilt sensor 25. The three-dimensional position coordinates (x1, y1, z1) on the earth of the measurement unit ai1 are sent to the data processing unit 33 described later. In the above, the tilt sensor 25 and the tilt calculation unit 24 constitute a direction detecting means.
【００２１】第１計測ユニットａi1の地磁気情報算出ブ
ロック３０は、ローパスフィルタ３１と、Ａ／Ｄコンバ
ータ３２と、データ処理部３３と、送信機３４を有して
いる。ローパスフィルタ３１は、ＳＱＵＩＤ磁束計１２
を構成する駆動・検出回路１２ｃから出力される磁気検
出信号のうち、高周波成分を除去し、直流（ＤＣ）から
３００ヘルツ程度までの極超低周波成分を出力する。Ａ
／Ｄコンバータ３２は、ローパスフィルタ３１からのア
ナログ出力をディジタル信号に変換する。データ処理部
３３は、コンピュータにより構成され、ＳＱＵＩＤ磁束
計１２からの磁気データと、位置・方向算出ブロック２
０からの位置・方向データとから、データを処理する。The geomagnetic information calculation block 30 of the first measurement unit ai1 has a low pass filter 31, an A / D converter 32, a data processing section 33, and a transmitter 34. The low-pass filter 31 is the SQUID magnetometer 12
The high-frequency component is removed from the magnetic detection signal output from the drive / detection circuit 12c that constitutes the above, and a very low frequency component from direct current (DC) to about 300 Hertz is output. A
The / D converter 32 converts the analog output from the low pass filter 31 into a digital signal. The data processing unit 33 is configured by a computer, and uses the magnetic data from the SQUID magnetometer 12 and the position / direction calculation block 2
Process data from position and orientation data starting from 0.
【００２２】次に、第２計測ユニットａi2の構成と作用
について説明する。第２計測ユニットａi2も、基本的に
は、第１計測ユニットａi2と同じ構成を有している。す
なわち、第２計測ユニットａi2の磁気計測ブロック１１
０は、デュワー１１１と、ＳＱＵＩＤ磁束計１１２を有
している。ＳＱＵＩＤ磁束計１１２は、互いに直交する
成分検出コイル（図示せず）を含むピックアップコイル
１１２ａを有している。デュワー１１１及びＳＱＵＩＤ
磁束計１１２のそれぞれの構成及び作用は、上述したデ
ュワー１１及びＳＱＵＩＤ磁束計１２と同様である。ま
た、第２計測ユニットａi2の位置・方向算出ブロック１
２０は、アンテナ１２１と、ＧＰＳ受信機（図示せず）
と、傾きセンサ１２５と、傾き算出部（図示せず）と、
送信機（図示せず）を有しており、これらの構成及び作
用は、上述したアンテナ２１，ＧＰＳ受信機２２，傾き
センサ２５，傾き算出部２４，送信機２３と同様であ
る。Next, the structure and operation of the second measuring unit ai2 will be described. The second measurement unit ai2 basically has the same configuration as the first measurement unit ai2. That is, the magnetic measurement block 11 of the second measurement unit ai2
0 has a dewar 111 and a SQUID magnetometer 112. The SQUID magnetometer 112 has a pickup coil 112a including component detection coils (not shown) orthogonal to each other. Dewar 111 and SQUID
The respective configurations and operations of the magnetometer 112 are similar to those of the dewar 11 and the SQUID magnetometer 12 described above. In addition, the position / direction calculation block 1 of the second measurement unit ai2
20 is an antenna 121 and a GPS receiver (not shown)
A tilt sensor 125, a tilt calculator (not shown),
It has a transmitter (not shown), and these components and operations are the same as those of the antenna 21, GPS receiver 22, tilt sensor 25, tilt calculator 24, and transmitter 23 described above.
【００２３】第２計測ユニットａi2が第１計測ユニット
ａi1と異なる点は、地磁気情報算出ブロック１３０が、
ローパスフィルタ１３１と、Ａ／Ｄコンバータ１３２
と、送信機１３４のみを有し、データ処理部を持たない
点である。第２計測ユニットａi2におけるピックアップ
コイル１１２ａの位置・方向の初期値と、方向ごとの感
度特性の既知値と、位置・方向算出ブロック１２０内の
傾きセンサ１２５からのデュワー１１１の傾き値（ψ2
，θ2 ）と、位置・方向算出ブロック１２０内のＧＰ
Ｓ受信機（図示せず）から得た第２計測ユニットａi2の
地球上における３次元位置（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）と、Ｓ
ＱＵＩＤ磁束計１１２が検出し極超低周波成分が抽出さ
れた３次元成分ごとの磁気データとを、ディジタルデー
タとして、送信機１３４から第１計測ユニットａi1のデ
ータ処理部３３へ出力する。上記において、ＳＱＵＩＤ
磁束計１１２からの３次元成分ごとの計測磁気データ
は、第２磁気データに相当する。The second measurement unit ai2 differs from the first measurement unit ai1 in that the geomagnetic information calculation block 130
Low-pass filter 131 and A / D converter 132
That is, only the transmitter 134 is provided and the data processing unit is not provided. The initial value of the position / direction of the pickup coil 112a in the second measurement unit ai2, the known value of the sensitivity characteristic for each direction, and the tilt value (ψ2 of the dewar 111 from the tilt sensor 125 in the position / direction calculation block 120).
, Θ2) and GP in the position / direction calculation block 120
The three-dimensional position (x2, y2, z2) on the earth of the second measurement unit ai2 obtained from the S receiver (not shown), and S
The magnetic data for each three-dimensional component in which the ultra low frequency component is detected by the QUID magnetometer 112 and the magnetic data is output as digital data from the transmitter 134 to the data processing unit 33 of the first measurement unit ai1. In the above, SQUID
The measured magnetic data for each three-dimensional component from the magnetometer 112 corresponds to the second magnetic data.
【００２４】次に、第１計測ユニットａi1のデータ処理
部３３におけるデータの処理や演算の方法について説明
する。まず、第１計測ユニットａi1からの磁気データ
は、一緒に送られてきたＳＱＵＩＤ磁束計１２の傾き方
向データ（ψ1 ，θ1 ）と、ＳＱＵＩＤ磁束計１２の位
置・方向の初期値とから、ＳＱＵＩＤ磁束計１２のピッ
クアップコイル１２ａの各成分検出コイルｃx ，ｃy ，
ｃz のそれぞれの成分方向、すなわち成分検出コイルの
ｘ，ｙ，ｚ方向が地球座標系のｘ，ｙ，ｚ方向と平行な
場合の磁気データに変換される。また、同様にして、第
２計測ユニットａi2からの磁気データは、一緒に送られ
てきたＳＱＵＩＤ磁束計１１２の傾き方向データ（ψ2
，θ2 ）と、ＳＱＵＩＤ磁束計１１２の位置・方向の
初期値とから、ＳＱＵＩＤ磁束計１１２のピックアップ
コイル１１２ａの各成分検出コイルのそれぞれの成分方
向、すなわち成分検出コイルのｘ，ｙ，ｚ方向が地球座
標系のｘ，ｙ，ｚ方向と平行な場合の磁気データに変換
される。したがって、この操作により、第１計測ユニッ
トａi1からの磁気データと第２計測ユニットａi2からの
磁気データは、各ＳＱＵＩＤ磁束計のピックアップコイ
ルの各成分検出コイルが正確なｘ，ｙ，ｚ方向を向いて
いる場合の値にそろえられる。すなわち、この操作によ
り、各計測ユニットからの磁気データは、仮に各計測ユ
ニットにおけるピックアップコイルがそれぞれ異なった
方向を向いていたとしても、同一条件の場合の磁気値、
すなわちピックアップコイルの各成分検出コイルの３次
元の各軸の方向が地球座標系の各３次元軸方向と平行と
なる場合に計測されたであろう磁気値に変換される。上
記において、ピックアップコイル１２ａの各成分検出コ
イルｃx ，ｃy ，ｃz は３次元成分第１計測部に相当
し、ピックアップコイル１１２ａの図示しない各成分検
出コイルは３次元成分第２計測部に相当している。Next, a method of data processing and calculation in the data processing section 33 of the first measuring unit ai1 will be described. First, the magnetic data from the first measuring unit ai1 is calculated from the tilt direction data (ψ1, θ1) of the SQUID magnetometer 12 sent together with the SQUID magnetic flux meter 12 and the initial values of the position and direction of the SQUID magnetometer 12. Each component detection coil cx, cy of the pickup coil 12a of the total 12
The respective component directions of cz, that is, the x, y, z directions of the component detection coil are converted into magnetic data in the case of being parallel to the x, y, z directions of the earth coordinate system. Similarly, the magnetic data from the second measuring unit ai2 is the tilt direction data (ψ2) of the SQUID magnetometer 112 sent together.
, Θ2) and the initial values of the position and direction of the SQUID magnetometer 112, the respective component directions of the component detecting coils of the pickup coil 112a of the SQUID magnetometer 112, that is, the x, y, z directions of the component detecting coils are determined. It is converted into magnetic data when it is parallel to the x, y, and z directions of the earth coordinate system. Therefore, by this operation, the magnetic data from the first measurement unit ai1 and the magnetic data from the second measurement unit ai2 are directed in the correct x, y, z directions by the component detection coils of the pickup coil of each SQUID magnetometer. The value is adjusted to the value when In other words, by this operation, the magnetic data from each measurement unit, even if the pickup coil in each measurement unit is facing different directions, the magnetic value under the same conditions,
That is, it is converted into a magnetic value that would have been measured when the directions of the three-dimensional axes of the component detection coils of the pickup coil are parallel to the three-dimensional axial directions of the earth coordinate system. In the above description, the component detection coils cx, cy, and cz of the pickup coil 12a correspond to the three-dimensional component first measuring unit, and the component detection coils (not shown) of the pickup coil 112a correspond to the three-dimensional component second measuring unit. There is.
【００２５】このようにして方向がそろえられた磁気デ
ータ（以下、「整合磁気データ」という）は、３次元の
方向成分を持ち、時刻ｔにより変化する関数である。例
えば、第１計測ユニットａi1からの整合磁気データｆ
（ｔ）は、ｘ方向の成分ｆx （ｔ）と、ｙ方向の成分ｆ
y （ｔ）と、ｚ方向の成分ｆz （ｔ）で表わされ、第２
計測ユニットａi2からの整合磁気データｇ（ｔ）は、ｘ
方向の成分ｇx （ｔ）と、ｙ方向の成分ｇy （ｔ）と、
ｚ方向の成分ｇz （ｔ）で表わされる。The magnetic data whose directions are aligned in this way (hereinafter referred to as "matched magnetic data") has a three-dimensional directional component and is a function that changes with time t. For example, the matching magnetic data f from the first measurement unit ai1
(T) is a component fx (t) in the x direction and a component f in the y direction
It is represented by y (t) and the component fz (t) in the z direction,
The matched magnetic data g (t) from the measurement unit ai2 is x
Direction component gx (t), y direction component gy (t),
It is represented by a component gz (t) in the z direction.
【００２６】これら２つの計測ユニットａi1，ａi2から
の各整合磁気データの各成分ｆx （ｔ），ｆy （ｔ），
ｆz （ｔ），ｇx （ｔ），ｇy （ｔ），ｇz （ｔ）に
は、上述した大きな都市ノイズが含まれていると考えら
れる。この都市ノイズは、２つの計測ユニットａi1，ａ
i2に挟まれる都市などから発生する磁気雑音である。こ
れに対し、２つの計測ユニットａi1，ａi2が狙う地磁気
源は、この都市ノイズ源に比べるとはるかに遠方にある
とみなすことができる。Each component fx (t), fy (t), of each matched magnetic data from these two measurement units ai1 and ai2,
It is considered that fz (t), gx (t), gy (t), and gz (t) include the large city noise described above. This urban noise is caused by two measurement units ai1 and a
It is magnetic noise generated from a city between i2. On the other hand, the geomagnetic source targeted by the two measurement units ai1 and ai2 can be considered to be far away from this urban noise source.
【００２７】各計測ユニットａi1，ａi2がこの都市をは
さむようにして設置されていることから、比較的近い都
市ノイズ源からのノイズを各計測ユニットａi1，ａi2位
置で計測した値は、大きく異なり、ばらつく。これに対
し、遠方と仮定される磁気源と各計測ユニットａi1，ａ
i2との距離は、その値が大きいことからほぼ等しいとみ
なせる。したがって、目標とする遠方の磁気源からの信
号を各計測ユニットａi1，ａi2位置で計測した値は、ほ
とんど等しく値，位相ともそろう。Since the measurement units ai1 and ai2 are installed so as to sandwich the city, the values of noises from relatively close urban noise sources measured at the positions of the measurement units ai1 and ai2 are greatly different and vary. . On the other hand, it is assumed that the magnetic source is assumed to be distant and each measurement unit ai1, a
The distance to i2 can be regarded as almost equal because of its large value. Therefore, the values obtained by measuring the signals from the target distant magnetic source at the positions of the measurement units ai1 and ai2 are almost the same in value and phase.
【００２８】このような場合、各整合磁気データの各成
分ｆx （ｔ），ｆy （ｔ），ｆz （ｔ），ｇx （ｔ），
ｇy （ｔ），ｇz （ｔ）を確率過程とし、ｘ方向，ｙ方
向，ｚ方向の成分ごとの相互相関関数In such a case, each component of each matched magnetic data fx (t), fy (t), fz (t), gx (t),
Let gy (t) and gz (t) be stochastic processes, and cross-correlation function for each component in the x-direction, y-direction, and z-direction
【数７】 (Equation 7)
【数８】 (Equation 8)
【数９】 を算出する。このように、各３次元成分ごとの相互相関
関数をとると、ばらつくノイズ成分は各３次元成分ごと
にキャンセルされ、値と位相のそろった磁気信号の各３
次元成分のみが抽出される。(Equation 9) Is calculated. In this way, when the cross-correlation function for each three-dimensional component is taken, the noise component that fluctuates is canceled for each three-dimensional component, and each of the three magnetic signals whose values and phases are the same.
Only the dimensional components are extracted.
【００２９】上記の操作を数学的に処理するため、フー
リエ変換を利用する。フーリエ変換とは、時間的に変化
する波形に含まれる周波数ωの分布を示す周波数スペク
トルを算出するために行う数学的変換である。例えば、
第１計測ユニットａi1からの整合磁気データのｘ成分ｆ
x （ｔ）のフーリエ変換Ｆx （ω）は、下式The Fourier transform is used to mathematically process the above operations. The Fourier transform is a mathematical transform performed in order to calculate a frequency spectrum showing the distribution of the frequency ω included in the waveform that changes with time. For example,
X component f of the matched magnetic data from the first measurement unit ai1
The Fourier transform Fx (ω) of x (t) is
【数１０】 で表わされる。(Equation 10) Is represented by
【００３０】また、第２計測ユニットａi2からの整合磁
気データのｘ成分ｇx （ｔ）のフーリエ変換Ｇx （ω）
は、下式Further, the Fourier transform Gx (ω) of the x component gx (t) of the matched magnetic data from the second measuring unit ai2.
Is
【数１１】 で表わされる。[Equation 11] Is represented by
【００３１】このとき、各整合磁気データのｘ成分ｆx
（ｔ），ｇx （ｔ）の相互相関関数のフーリエ変換Ｈx
（ω）は、フーリエ変換の「合成積の定理」より、下式At this time, the x component fx of each matched magnetic data
Fourier transform Hx of the cross-correlation function of (t) and gx (t)
(Ω) is the following equation from the Fourier transform “composite product theorem”.
【数１２】 で表わされる。このＨx （ω）を整合磁気データのｘ成
分ｆx （ｔ），ｇx （ｔ）のクロススペクトルという。(Equation 12) Is represented by This Hx (ω) is called the cross spectrum of the x components fx (t) and gx (t) of the matched magnetic data.
【００３２】図４に、スペクトルＦx （ω），Ｇx
（ω）と、クロススペクトルＨx （ω）を模式的に示
す。このグラフ上で、例えば、Ｆx （ω）上の点Ｐ1 と
Ｇx （ω）上の点Ｐ2 は、都市ノイズによる磁気計測値
を示している。この場合は、クロススペクトルは点Ｐ3
に示すように零となりキャンセルされる。一方、Ｆx
（ω）上の点Ｐ4 とＧx （ω）上の点Ｐ5 は、目標とす
る磁気信号による磁気計測値を示している。この場合
は、クロススペクトルは点Ｐ6 に示すように大きな値と
なって表れる。上記は、整合磁気データのｘ成分ｆx
（ｔ），ｇx （ｔ）についてであり、整合磁気データの
ｙ成分ｆy （ｔ），ｇy （ｔ）、整合磁気データのｚ成
分ｆz （ｔ），ｇz （ｔ）についても、まったく同様の
ことがいえる。FIG. 4 shows the spectra Fx (ω), Gx
(Ω) and the cross spectrum Hx (ω) are schematically shown. On this graph, for example, a point P1 on Fx (ω) and a point P2 on Gx (ω) indicate magnetic measurement values due to city noise. In this case, the cross spectrum is point P3.
As shown in, it becomes zero and is canceled. On the other hand, Fx
A point P4 on (ω) and a point P5 on Gx (ω) indicate magnetic measurement values based on target magnetic signals. In this case, the cross spectrum appears as a large value as shown by the point P6. The above is the x component fx of the matched magnetic data
(T) and gx (t), and the same applies to the y components fy (t) and gy (t) of the matching magnetic data and the z components fz (t) and gz (t) of the matching magnetic data. Can be said.
【００３３】第１計測ユニットａi1のデータ処理部３３
は、図示しないＦＦＴ（高速フーリエ変換）アナライザ
等を備えており、２つの計測ユニットａi1，ａi2からの
ディジタル磁気データを用いて、磁気の各３次元成分ご
とに近傍の都市ノイズをキャンセルし、各３次元成分ご
とに新たなディジタルデータとして送信機３４に出力す
る。すなわち、第１計測ユニットａi1からのｘ方向の磁
気データｆx （ｔ）と、第２計測ユニットａi2からのｘ
方向の磁気データｇx （ｔ）とから、これらの中の都市
ノイズ成分を除去し、地域計測ペアＡi における新たな
ｘ方向磁気データとして、例えばｈx （ｔ）を送信機３
４に出力するのである。この場合、都市ノイズ成分を除
去して得た新たなｘ方向磁気データｈx （ｔ）は、下式The data processing unit 33 of the first measuring unit ai1
Is equipped with an FFT (Fast Fourier Transform) analyzer (not shown) and the like, using digital magnetic data from the two measurement units ai1 and ai2 to cancel neighboring city noise for each three-dimensional magnetic component, It outputs to the transmitter 34 as new digital data for each three-dimensional component. That is, the x direction magnetic data fx (t) from the first measurement unit ai1 and the x data from the second measurement unit ai2.
From the magnetic data gx (t) in the direction, the urban noise component in these is removed, and, for example, hx (t) is used as new x-direction magnetic data in the area measurement pair Ai.
4 is output. In this case, new x-direction magnetic data hx (t) obtained by removing the urban noise component is
【数１３】 に示すように、上記のｘ方向のクロススペクトルＨx
（ω）をフーリエ逆変換することによって算出すること
ができる。他のｙ，ｚ成分についても同様である。フー
リエ逆変換とは、フーリエ変換の逆変換である。送信機
３４は、都市ノイズを除去した各３次元成分ごとの磁気
データｈx （ｔ），ｈy （ｔ），ｈz （ｔ）をこの都市
又はこの地域の磁気計測データとしてデータ伝送路Ｌi
により集計分析センターＢへ送る。上記の都市ノイズを
除去した各３次元成分ごとの磁気データｈx （ｔ），ｈ
y （ｔ），ｈz （ｔ）は、環境雑音低減磁気データに相
当している。(Equation 13) As shown in, the cross spectrum Hx in the above x direction
It can be calculated by inverse Fourier transforming (ω). The same applies to the other y and z components. The inverse Fourier transform is an inverse transform of the Fourier transform. The transmitter 34 uses the magnetic data hx (t), hy (t), hz (t) for each three-dimensional component from which city noise has been removed as the magnetic transmission data Li in this city or this area.
To the analysis and analysis center B. Magnetic data hx (t), h for each three-dimensional component from which the above urban noise is removed
y (t) and hz (t) correspond to the environmental noise reduced magnetic data.
【００３４】上記のようにして、集計分析センターＢに
は、各地域計測ペアＡi から磁気データｈx （ｔ），ｈ
y （ｔ），ｈz （ｔ）が集められる。この磁気データ
は、時間ｔにより変化する関数であり、時間ｔのほか
に、磁場の位置を示す３次元座標ｘ，ｙ，ｚと、磁場の
方向を示すψ，θと、磁気の強度を示すｉの６個のパラ
メータが含まれている。一般に、変数の個数と同数の方
程式が立てられれば、それらの方程式を解くことによ
り、各変数を決定することが可能である。したがって、
例えば、図５に示すように、２個の地域計測ペアＡ3 ，
Ａ4 を配置し、上記の方法により、各地域計測ペアＡ3
，Ａ4 において地磁気φを測定し、都市ノイズ成分を
キャンセルした地域計測ペアＡ3 の整合磁気データｈx3
（ｔ），ｈy3（ｔ），ｈz3（ｔ）を集計分析センターＢ
に集めるとともに、都市ノイズ成分をキャンセルした地
域計測ペアＡ4 の整合磁気データｈx4（ｔ），ｈy4
（ｔ），ｈz4（ｔ）を集計分析センターＢに集め、これ
ら６つのデータからコンピュータ数値計算等を行って６
個の変数を解けば、磁気発生源Ｘの位置、磁気の方向、
及びその磁気の強度をつきとめることが可能となる。ま
た、地域計測ペアの数が３以上となり、変数の個数６よ
りも方程式の数が多くなった場合は、線形計画法（ＯＲ
法：Operation Research Method ）等により、これらの
方程式を満足する各変数の最適解を決定することが可能
であるし、磁気発生源探求の精度が一層向上する。ま
た、磁気発生源が１個の場合は、上記したように変数の
個数は６個であるが、仮に磁気発生源が２個とすると、
変数の個数は１２個となり、地域計測ペアＡi の個数は
４個必要となる。したがって、地域計測ペアＡi の個数
を増やせば、種々の条件の磁気発生源を探求することが
可能となり、またその精度はさらに向上する。As described above, the magnetic data hx (t), h from the regional measurement pair Ai is collected in the total analysis center B.
y (t) and hz (t) are collected. This magnetic data is a function that changes with time t, and in addition to time t, three-dimensional coordinates x, y, z indicating the position of the magnetic field, ψ, θ indicating the direction of the magnetic field, and the magnetic strength are indicated. It contains 6 parameters of i. Generally, if the same number of equations as the number of variables are established, it is possible to determine each variable by solving those equations. Therefore,
For example, as shown in FIG. 5, two regional measurement pairs A3,
A4 is placed and each area measurement pair A3
, A4 to measure the geomagnetism φ and cancel the urban noise component. Matched magnetic data hx3 of the regional measurement pair A3.
(T), hy3 (t), hz3 (t) are collected and analyzed by the analysis center B
The magnetic data hx4 (t), hy4 of the local measurement pair A4, in which the urban noise component is canceled,
(T) and hz4 (t) are collected in the aggregation analysis center B, and computer numerical calculation is performed from these 6 data to obtain 6
Solving these variables, the position of the magnetic source X, the magnetic direction,
And it becomes possible to find out the intensity of the magnetism. If the number of area measurement pairs is 3 or more and the number of equations is larger than the number of variables 6, the linear programming (OR
It is possible to determine the optimal solution of each variable that satisfies these equations by the method: Operation Research Method), etc., and the accuracy of the magnetic source search is further improved. Further, when the number of magnetic sources is one, the number of variables is six as described above, but if the number of magnetic sources is two,
The number of variables is 12, and the number of regional measurement pairs Ai is required to be 4. Therefore, if the number of the area measurement pairs Ai is increased, it becomes possible to search for the magnetic field generation source under various conditions, and the accuracy is further improved.
【００３５】したがって、目標とする磁気発生源を地震
の予想される地域、あるいは火山活動の予想される地域
等とし、地域計測ペアＡi を目標を中心とする半径１０
００キロメートル程度の地域内に配置し、地磁気の監視
を行うことにより、地震や火山活動等の予測も可能にな
ると考えられる。Therefore, the target magnetic source is an area where an earthquake is expected or an area where volcanic activity is expected, and the area measurement pair Ai has a radius of 10 with the target as the center.
It will be possible to predict earthquakes, volcanic activity, etc. by arranging them within an area of about 00 kilometers and monitoring the geomagnetism.
【００３６】上記において、第１計測ユニットａi1のデ
ータ処理部３３と集計分析センターＢは、データ処理手
段を構成している。また、上記において、データ伝送路
Ｌi及びＬi0と、送信機３４，１３４はデータ伝送手段
を構成している。In the above, the data processing section 33 of the first measuring unit ai1 and the total analysis center B constitute data processing means. Further, in the above, the data transmission paths Li and Li0 and the transmitters 34 and 134 constitute data transmission means.
【００３７】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an exemplification, and has substantially the same configuration as the technical idea described in the scope of the claims of the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
【００３８】例えば、上記実施形態においては、計測す
る極超低周波磁気として地磁気を例に挙げて説明した
が、本発明はこれには限定されず、他の磁気源から発生
し、ｘ，ｙ，ｚ方向の３成分を持つベクトル量の磁気、
例えば、人為的な極超低周波磁気源からの磁気を計測対
象としてもよい。For example, in the above embodiment, the geomagnetism was described as an example of the ultralow frequency magnetism to be measured, but the present invention is not limited to this, and x, y generated from another magnetic source may be used. , Z-direction vector quantity magnetism,
For example, the magnetism from an artificial ultra-low frequency magnetic source may be the measurement target.
【００３９】また、上記実施形態においては、磁気の計
測器としてｄｃ−ＳＱＵＩＤを備えたＳＱＵＩＤ磁束計
を用いる例について説明したが、本発明はこれには限定
されず、他の高感度磁束計、例えば、プロトン磁力計、
フラックスゲート磁力計、あるいはｒｆ−ＳＱＵＩＤを
備えたＳＱＵＩＤ磁束計を使用してもよい。また、ＳＱ
ＵＩＤ磁束計の場合においても、高温超伝導体により形
成し維持温度を４Ｋよりも高い温度にしてもよい。そし
て、上記実施形態においては、冷却媒体として液体ヘリ
ウムを用いる例について説明したが、本発明はこれには
限定されず、他の冷却媒体、例えば液体窒素等を用いて
もよい。さらに、上記実施形態においては、ピックアッ
プコイル，インプットコイル，ＳＱＵＩＤチップを冷却
媒体中に浸漬して低温状態とし、超伝導状態を維持する
例について説明したが、本発明はこれには限定されず、
他の方法、例えば冷却装置内に保持することにより低温
状態として超伝導状態にしてもよい。Further, in the above-mentioned embodiment, an example of using the SQUID magnetometer equipped with dc-SQUID as the magnetic measuring instrument has been described, but the present invention is not limited to this, and another high-sensitivity magnetometer, For example, a proton magnetometer,
A Fluxgate magnetometer or SQUID magnetometer with rf-SQUID may be used. Also, SQ
Even in the case of a UID magnetometer, the temperature may be higher than 4K by being formed of a high temperature superconductor. Further, in the above-described embodiment, an example in which liquid helium is used as the cooling medium has been described, but the present invention is not limited to this, and other cooling mediums such as liquid nitrogen may be used. Further, in the above embodiment, an example in which the pickup coil, the input coil, and the SQUID chip are immersed in a cooling medium to be in a low temperature state to maintain a superconducting state has been described, but the present invention is not limited to this.
Other methods, for example, holding in a cooling device, may be used as a low temperature state and a superconducting state.
【００４０】また、上記実施形態においては、磁束計の
地球上における３次元位置を検出する手段としてＧＰＳ
を例に挙げて説明したが、本発明はこれには限定され
ず、他の測位システム、例えば、ロラン、オメガ等の測
位システムなどであってもよい。In the above embodiment, the GPS is used as means for detecting the three-dimensional position of the magnetometer on the earth.
However, the present invention is not limited to this, and may be another positioning system, for example, a positioning system such as Loran or Omega.
【００４１】また、上記実施形態においては、各計測ユ
ニットは、その地点に固定的に設置される例について説
明したが、本発明はこの例には限定されず、各計測ユニ
ットには、自己の現在位置を正確に知りうるＧＰＳによ
る測位手段と、ＳＱＵＩＤ磁束計の傾きを検出しうる傾
きセンサが備えられているので、各計測ユニットを自動
車等の移動体に搭載し、測定位置を変えて磁気計測を行
うことも可能である。Further, in the above-described embodiment, an example in which each measuring unit is fixedly installed at that point has been described, but the present invention is not limited to this example, and each measuring unit has its own Since the GPS positioning means capable of accurately knowing the current position and the tilt sensor capable of detecting the tilt of the SQUID magnetometer are provided, each measurement unit is mounted on a moving body such as an automobile and the measurement position is changed to change the magnetic field. It is also possible to make measurements.
【００４２】また、上記実施形態においては、同一の計
測ペア内の計測ユニットで計測された磁気データの相互
相関関数をとるデータ処理を、一方の計測ユニット内の
データ処理部が行う例について説明したが、本発明はこ
の例には限定されず、すべての生データを集計分析セン
ターに送り、集計分析センターでデータ処理を一元的に
行うようにしてもよい。このような一元的な集計・分析
の場合は、計測ペア内の各ユニットのいずれもが、デー
タ伝送路によって集計・分析センターと結ばれる。Further, in the above embodiment, an example in which the data processing unit in one of the measurement units performs the data processing for obtaining the cross-correlation function of the magnetic data measured by the measurement units in the same measurement pair has been described. However, the present invention is not limited to this example, and all the raw data may be sent to the aggregation analysis center and the data processing may be centrally performed at the aggregation analysis center. In the case of such centralized aggregation / analysis, each of the units in the measurement pair is connected to the aggregation / analysis center by a data transmission line.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る極超
低周波磁気計測システムによれば、極超低周波の磁気を
３次元成分ごとに計測する１対の磁気計測手段からなる
地域計測ペアを少なくとも２個互いに離隔させて配置
し、各ペアの各成分ごとの磁気データの相互相関関数を
同一条件でとることにより、地域計測ペアの配置された
都市や地域での磁気雑音をキャンセルし、各成分ごとの
磁気信号を抽出することができる。また、この抽出デー
タから、磁気発生源を記述する方程式を解き、磁気発生
源の位置と、その磁気の方向と、磁気発生源における磁
気の強度等を算出することができる。したがって、従来
は都市や地域での磁気雑音に埋没して抽出できなかった
地磁気変動を観測することが可能となり、地磁気変動か
ら逆に地震や火山活動等の地球活動を予測する可能性を
探ることができる、等の利点がある。As described above, according to the ultra-low frequency magnetic measurement system according to the present invention, the regional measurement including a pair of magnetic measurement means for measuring the ultra-low frequency magnetism for each three-dimensional component. By arranging at least two pairs apart from each other and taking the cross-correlation function of the magnetic data for each component of each pair under the same conditions, the magnetic noise in the city or region where the area measurement pair is arranged is canceled. , The magnetic signal for each component can be extracted. Further, from this extracted data, it is possible to solve the equation describing the magnetic generation source, and calculate the position of the magnetic generation source, the direction of its magnetism, the intensity of magnetism in the magnetic generation source, and the like. Therefore, it becomes possible to observe geomagnetic fluctuations that were previously buried in magnetic noise in cities and regions and could not be extracted, and to explore the possibility of predicting earth activities such as earthquakes and volcanic activities conversely from geomagnetic fluctuations. There are advantages such as
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の第１実施形態である地磁気計測システ
ムの構成を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a geomagnetic measurement system that is a first embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す地磁気計測システムにおける地域計
測ペアのさらに詳細な構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a more detailed configuration of an area measurement pair in the geomagnetic measurement system shown in FIG.
【図３】図２に示す地域計測ペアにおけるＳＱＵＩＤ磁
束計のさらに詳細な構成を示す回路図である。3 is a circuit diagram showing a more detailed configuration of the SQUID magnetometer in the area measurement pair shown in FIG.
【図４】図１に示す地磁気計測システムのデータ処理部
における演算を説明する概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a calculation in a data processing unit of the geomagnetic measurement system shown in FIG.
【図５】図１に示す地磁気計測システムの作用を説明す
る概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating an operation of the geomagnetic measurement system shown in FIG.
１，１ａ 地磁気計測システム １０ 磁気計測ブロック １１ デュワー １２ ＳＱＵＩＤ磁束計 １２ａ ピックアップコイル １２ｂ ＳＱＵＩＤチップ １２ｃ 駆動・検出回路 ２０ 位置・方向算出ブロック ２１ アンテナ ２２ ＧＰＳ受信機 ２３ 送信機 ２４ 傾き算出部 ２５ 傾きセンサ ３０ 地域磁気情報算出ブロック ３１ ローパスフィルタ ３２ Ａ／Ｄコンバータ ３３ データ処理部 ３４ 送信機 ５１ インプットコイル ５２ ＳＱＵＩＤリング ５３，５４ ジョセフソン接合 ５５ バイアス電流源 ５６ 増幅器 ５７ 位相検波器 ５８ 増幅器 ５９ 変調信号源 ６０ 帰還抵抗 ６１ 帰還コイル １１０ 磁気計測ブロック １１１ デュワー １１２ ＳＱＵＩＤ磁束計 １１２ａ ピックアップコイル １１２ｂ ＳＱＵＩＤチップ １１２ｃ 駆動・検出回路 １２０ 位置・方向算出ブロック １２１ アンテナ １２５ 傾きセンサ １３０ 地域磁気情報算出ブロック １３１ ローパスフィルタ １３２ Ａ／Ｄコンバータ １３４ 送信機 Ａi 地域計測ペア ａij 計測ユニット Ｂ 集計分析センター ｃx ｘ成分検出コイル ｃy ｙ成分検出コイル ｃz ｚ成分検出コイル Ｈ 液体ヘリウム Ｌi データ伝送路 Ｓ ナブスター衛星 Ｘ 磁気発生源 φ 地磁気 1, 1a Geomagnetic measurement system 10 Magnetic measurement block 11 Dewar 12 SQUID magnetometer 12a Pickup coil 12b SQUID chip 12c Drive / detection circuit 20 Position / direction calculation block 21 Antenna 22 GPS receiver 23 Transmitter 24 Tilt calculation unit 25 Tilt sensor 30 Regional magnetic information calculation block 31 Low-pass filter 32 A / D converter 33 Data processing unit 34 Transmitter 51 Input coil 52 SQUID ring 53, 54 Josephson junction 55 Bias current source 56 Amplifier 57 Phase detector 58 Amplifier 59 Modulation signal source 60 Feedback Resistor 61 Feedback coil 110 Magnetic measurement block 111 Dewar 112 SQUID magnetometer 112a Pickup coil 112b SQUID chip 112c Drive / detection circuit 1 0 Position / direction calculation block 121 Antenna 125 Tilt sensor 130 Local magnetic information calculation block 131 Low-pass filter 132 A / D converter 134 Transmitter Ai Regional measurement pair aij Measuring unit B Aggregation and analysis center cx x Component detection coil cy y Component detection coil cz z component detection coil H liquid helium Li data transmission path S Navster satellite X magnetic source φ geomagnetism
Claims (9)
する第１磁気計測手段と、極超低周波磁気を３次元成分
ごとに計測する第２磁気計測手段を有する地域計測ペア
を少なくとも２個互いに離隔させて配置し、前記第１磁
気計測手段により計測された第１磁気データと前記第２
磁気計測手段により計測された第２磁気データとの同一
条件での前記３次元成分ごとの相互相関関数を前記各地
域計測ペアごとに算出することにより、前記各地域ペア
ごとにその周辺環境の磁気雑音を低減した前記３次元成
分ごとの環境雑音低減磁気データを算出し、前記環境雑
音低減磁気データから少なくとも６個の方程式をたてて
解き、前記計測された磁気の発生源の位置と、前記計測
された磁気の発生源における磁気の方向と、前記計測さ
れた磁気の発生源における磁気の強度を算出するデータ
処理手段を備えたことを特徴とする極超低周波磁気計測
システム。1. A local measurement pair having at least a first magnetic measuring means for measuring extremely low frequency magnetism for each three-dimensional component and a second magnetic measuring means for measuring extremely low frequency magnetism for each three-dimensional component. The first magnetic data and the second magnetic data measured by the first magnetic measuring means are arranged so as to be separated from each other.
By calculating the cross-correlation function for each of the three-dimensional components under the same condition as the second magnetic data measured by the magnetic measuring means for each of the regional measurement pairs, the magnetic field of the surrounding environment for each of the regional pairs is calculated. Environmental noise reduced magnetic data for each of the three-dimensional components in which noise is reduced is calculated, and at least six equations are set and solved from the environmental noise reduced magnetic data, and the position of the measured magnetic source and the An ultra-low frequency magnetic measurement system comprising a data processing means for calculating the direction of magnetism in the measured magnetic source and the measured magnetic intensity in the magnetic source.
テムにおいて、前記第１磁気計測手段は３次元の各軸方
向に対応して設けられ前記３次元磁気成分を検出する３
次元成分第１検出部を有するとともに、前記第２磁気計
測手段は３次元の各軸方向に対応して設けられ前記３次
元磁気成分を検出する３次元成分第２検出部を有し、前
記同一条件は、前記３次元成分第１計測部の前記各軸方
向と前記３次元成分第２計測部の前記各軸方向とを地球
座標系の３軸方向と平行にすることであることを特徴と
する極超低周波磁気計測システム。2. The ultra-low frequency magnetic measurement system according to claim 1, wherein the first magnetic measurement means is provided corresponding to each three-dimensional axial direction and detects the three-dimensional magnetic component.
In addition to having a dimensional component first detection unit, the second magnetic measurement unit has a three-dimensional component second detection unit that is provided in correspondence with each of the three-dimensional axial directions and that detects the three-dimensional magnetic component. The condition is that the respective axial directions of the three-dimensional component first measuring unit and the respective axial directions of the three-dimensional component second measuring unit are made parallel to the three axial directions of the earth coordinate system. Ultra-low frequency magnetic measurement system.
磁気計測システムにおいて、前記地域計測ペアは、５０
０ないし１０００キロメートル程度の離隔を配して設置
されることを特徴とする極超低周波磁気計測システム。3. The ultra low frequency magnetic measurement system according to claim 1 or 2, wherein the regional measurement pair is 50.
An ultra-low frequency magnetic measurement system, which is installed at a distance of 0 to 1000 kilometers.
か１項記載の極超低周波磁気計測システムにおいて、前
記第１磁気計測手段と前記第２磁気計測手段は、都市又
は地域において１０ないし３０キロメートル程度の離隔
を配して設置されることを特徴とする極超低周波磁気計
測システム。4. The ultra-low frequency magnetic measurement system according to claim 1, wherein the first magnetic measurement means and the second magnetic measurement means are 10 in a city or area. An ultra-low frequency magnetic measurement system characterized by being installed at a distance of about 30 km.
か１項記載の極超低周波磁気計測システムにおいて、前
記極超低周波磁気の周波数は概ね３００ヘルツ以下であ
ることを特徴とする極超低周波磁気計測システム。5. The ultra low frequency magnetic measurement system according to claim 1, wherein the frequency of the ultra low frequency magnetism is approximately 300 Hertz or less. Ultra low frequency magnetic measurement system.
か１項記載の極超低周波磁気計測システムにおいて、前
記第１磁気計測手段及び前記第２磁気計測手段の３次元
位置を検出する測位手段と、前記第１磁気計測手段及び
前記第２磁気計測手段の方向を検出する方向検出手段を
備えたことを特徴とする極超低周波磁気計測システム。6. The ultra-low frequency magnetic measurement system according to claim 1, wherein the three-dimensional positions of the first magnetic measurement means and the second magnetic measurement means are detected. An ultra-low frequency magnetic measurement system comprising a positioning means and a direction detection means for detecting the directions of the first magnetic measurement means and the second magnetic measurement means.
か１項記載の極超低周波磁気計測システムにおいて、前
記第１磁気計測手段と、前記第２磁気計測手段と、前記
データ処理手段の相互間を連絡するデータ伝送手段を備
えたことを特徴とする極超低周波磁気計測システム。7. The ultra-low frequency magnetic measurement system according to claim 1, wherein the first magnetic measurement means, the second magnetic measurement means, and the data processing means. An ultra-low frequency magnetic measurement system comprising a data transmission means for communicating between the two.
か１項記載の極超低周波磁気計測システムにおいて、前
記第１磁気計測手段により計測された前記同一条件にお
ける磁気データの前記３次元成分をそれぞれｆx （ｔ）
及びｆy （ｔ）及びｆz （ｔ）とし、前記第２磁気計測
手段により計測された前記同一条件における磁気データ
の前記３次元成分をそれぞれｇx （ｔ）及びｇy （ｔ）
及びｇz （ｔ）とした場合に、前記３次元成分ごとの相
互相関関数は、下式 【数１】 【数２】 【数３】 により算出されることを特徴とする極超低周波磁気計測
システム。8. The ultra-low frequency magnetic measurement system according to any one of claims 1 to 7, wherein the three-dimensional magnetic data under the same condition is measured by the first magnetic measurement means. Each component is fx (t)
And fy (t) and fz (t), and gx (t) and gy (t) are the three-dimensional components of the magnetic data under the same condition measured by the second magnetic measuring means, respectively.
And gz (t), the cross-correlation function for each of the three-dimensional components is given by (Equation 2) (Equation 3) An ultra-low frequency magnetic measurement system characterized by being calculated by.
か１項記載の極超低周波磁気計測システムにおいて、前
記環境雑音低減磁気データは、前記第１磁気データの３
次元成分の前記同一条件でのフーリエ変換と、前記第２
磁気データの３次元成分の前記同一条件でのフーリエ変
換の、各３次元成分ごとの合成積を算出し、そのフーリ
エ逆変換を算出することにより得ることを特徴とする極
超低周波磁気計測システム。9. The ultra-low frequency magnetic measurement system according to claim 1, wherein the environmental noise reduction magnetic data is 3 of the first magnetic data.
The Fourier transform of the dimensional component under the same condition, and the second transform
An ultra-low frequency magnetic measurement system characterized by obtaining a product of Fourier transforms of three-dimensional components of magnetic data under the same condition for each three-dimensional component and calculating the inverse Fourier transform thereof. .
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- 1995-11-10 JP JP31710995A patent/JP3312133B2/en not_active Expired - Lifetime
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