JPH11109041A - Measuring system of detector setting position for underground estimation and its method - Google Patents
Measuring system of detector setting position for underground estimation and its methodInfo
- Publication number
- JPH11109041A JPH11109041A JP26890597A JP26890597A JPH11109041A JP H11109041 A JPH11109041 A JP H11109041A JP 26890597 A JP26890597 A JP 26890597A JP 26890597 A JP26890597 A JP 26890597A JP H11109041 A JPH11109041 A JP H11109041A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detectors
- detector
- vibration
- distance
- wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、地盤の表面波速度
から地下構造を推定する探査方式において、設置する検
出器の位置を正確に計測するシステム及びその方法に関
するものである。特に宅地地盤での検出器設置位置の計
測に好適な計測システム及びその方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system and method for accurately measuring the position of an installed detector in an exploration system for estimating an underground structure from the surface wave velocity of the ground. In particular, the present invention relates to a measurement system and a method suitable for measuring a detector installation position on residential ground.
【0002】[0002]
【従来の技術】地表面に設置した起振機により表面波を
発生させ、その振動を複数の検出器で検出し、分析する
ことにより地下の構造を推定する方法が知られている。
例えば特開昭63−309887号公報には、道路等の
構成層の層厚および層質を計測する方法が開示されてい
るが、宅地地盤等の地下構造でも同様である。また、こ
の計測方式自体は特公平2−13249号公報に詳しく
記述されている。2. Description of the Related Art There is known a method of estimating an underground structure by generating a surface wave by an exciter installed on the ground surface and detecting and analyzing the vibration with a plurality of detectors.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-309887 discloses a method for measuring the thickness and quality of constituent layers such as roads, but the same applies to underground structures such as residential ground. The measuring method itself is described in detail in Japanese Patent Publication No. 2-1249.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来方法は、設置
する検出器間の距離Dを一定とし、検出器間での波の遅
れ時間τから表面波の位相速度cを、c=D/τにより
求め、その求めた地盤の表面波速度から地下構造を推定
するものである。従って、検出器間の距離は極めて正確
に設置される必要がある。しかしながら、実際には、宅
地等の地盤においては、砂利や砕石等が存在することが
多々あり、正確に所望の距離間を保ちながら検出器を設
置しようとしてもそれが困難な場合がある。特に上記特
開昭63−309887号公報にも記載されているよう
に、検出器は必ずしも2個とは限らず、実際には計測精
度を改善するために、検出器の設置数を増加させて計測
することも行われることを考えると、複数の検出器を所
望の距離間で正確に設置することはさらに困難なことで
ある。このように、砂利や砕石等が存在するために複数
の検出器を所望の距離間を保って設置することが困難な
場合は、起振機からの直線上において若干、前後にずら
して設置せざるを得ない。しかしながら、ずらした量を
正確に計測し、速度換算時に補正しないと、得られる速
度に誤差が出るのは明らかである。例えば、表層の表面
波速度100m/sの地盤において、周波数100Hz
での速度を20cm隔てた2個の検出器間で計測する場
合、もしやむを得ずに検出器間距離を25cmとすれ
ば、得られる速度は80m/sとなってしまう。従っ
て、検出器間の距離は極めて正確に計測する必要があ
る。In the above-mentioned conventional method, the distance D between the installed detectors is fixed, and the phase velocity c of the surface wave is obtained from the delay time τ of the wave between the detectors, where c = D / τ. The underground structure is estimated from the obtained surface wave velocity of the ground. Therefore, the distance between the detectors needs to be set very accurately. However, in actuality, gravel, crushed stones, and the like often exist on the ground such as residential land, and it may be difficult to install the detector while accurately maintaining a desired distance. In particular, as described in JP-A-63-309887, the number of detectors is not always limited to two, and the number of detectors is actually increased to improve the measurement accuracy. Given that measurements are also taken, it is even more difficult to accurately place multiple detectors at a desired distance. As described above, when it is difficult to install a plurality of detectors at a desired distance due to the presence of gravel or crushed stone, etc., the detectors should be slightly shifted back and forth on a straight line from the exciter. I have no choice. However, it is obvious that an error occurs in the obtained speed unless the shifted amount is accurately measured and corrected at the time of speed conversion. For example, in the ground surface of the surface layer having a surface wave velocity of 100 m / s, the frequency is 100 Hz.
In the case of measuring the speed at the distance between two detectors separated by 20 cm, if the distance between the detectors is unavoidably set to 25 cm, the obtained speed will be 80 m / s. Therefore, the distance between the detectors must be measured very accurately.
【0004】本発明は、上記従来の問題を解決しようと
するものであり、その目的とするところは、地盤の振動
波を検出するための複数の検出器を設置するにあたり、
地表面に砂利や砕石等の障害物があっても任意の位置に
検出器を設置することが可能で、しかも解析に必要な検
出器間の間隔を容易に正確に計測することが可能な地下
構造推定のための検出器設置位置の計測システム及びそ
の方法を提供することにある。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a plurality of detectors for detecting ground vibration waves.
Even if there are obstacles such as gravel and crushed stone on the ground surface, it is possible to install the detector at any position, and it is possible to easily and accurately measure the interval between detectors required for analysis An object of the present invention is to provide a measurement system of a detector installation position for structure estimation and a method thereof.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、地下の構造を推定するため
に、地表面に直線上に並べた少なくとも3個の振動検出
器と、該検出器を設置するに際し、その内の任意の2個
の検出器間の距離を既知とし、前記直線上の起振位置で
発生させた地盤の振動波を各検出器で検出し、既知の2
個の検出器間の距離とその振動特性を基準として、その
他の検出器の相対位置を算出する演算手段とを具備する
ことを特徴とする地下構造推定のための検出器設置位置
の計測システムである。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 comprises at least three vibration detectors arranged in a straight line on the ground surface for estimating an underground structure. When installing the detector, the distance between any two of the detectors is known, and the ground vibration wave generated at the excitation position on the straight line is detected by each detector. 2
A calculating means for calculating a relative position of other detectors based on a distance between the detectors and a vibration characteristic thereof, and a measuring system of a detector installation position for estimating an underground structure. is there.
【0006】すなわち、すべての検出器間距離をあらか
じめ規定するのではなく、任意の2個の検出器間の距離
だけは既知として障害物等が存在せずに検出器が設置可
能な任意の位置に設置し、他の検出器については任意の
位置に設置した上で、起振位置で発生させた表面波を各
検出器で検出し、既知の2個の検出器間の距離を基準と
して他の検出器から得られる振動特性との関係から各検
出器の相対位置を算出することを特徴とするものであ
る。That is, not all distances between the detectors are defined in advance, but only the distance between any two detectors is known and any position where the detectors can be installed without any obstacles or the like is known. And the other detectors are installed at arbitrary positions, and then the surface waves generated at the excitation position are detected by each detector, and the other is detected based on the distance between the two known detectors. The relative position of each detector is calculated from the relationship with the vibration characteristics obtained from the detector.
【0007】また、請求項2記載の発明は、請求項1に
おいて、検出器間の振動特性が、起振位置で発生させた
振動波の到達時間であることを特徴とする地下構造推定
のための検出器設置位置の計測システムである。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the vibration characteristic between the detectors is an arrival time of a vibration wave generated at a position where the vibration is generated. Is a measurement system of the detector installation position.
【0008】また、請求項3記載の発明は、請求項1に
おいて、検出器間の振動特性が、検出器で得られた波の
スペクトルを求め、そのスペクトルの周波数成分に応じ
た位相差であることを特徴とする地下構造推定のための
検出器設置位置の計測システムである。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the vibration characteristic between the detectors is a phase difference according to a frequency component of the spectrum obtained from a spectrum of a wave obtained by the detector. This is a measurement system of a detector installation position for estimating an underground structure.
【0009】また、請求項4記載の発明は、地下の構造
を推定するために、地表面に直線上に並べた少なくとも
3個の振動検出器を設置するにあたり、その内の任意の
2個の検出器間の距離を既知とし、前記直線上の起振位
置で発生させた地盤の振動波を各検出器で検出し、既知
の2個の検出器間の距離とその振動特性を基準として、
その他の検出器の相対位置を算出することを特徴とする
地下構造推定のための計測方法である。According to a fourth aspect of the present invention, in order to estimate the underground structure, at least three vibration detectors arranged in a straight line on the ground surface are installed. The distance between the detectors is known, the ground vibration wave generated at the excitation position on the straight line is detected by each detector, and the distance between the two known detectors and its vibration characteristics are used as a reference,
This is a measurement method for estimating an underground structure, characterized by calculating the relative positions of other detectors.
【0010】また、請求項5検出器設置位置記載の発明
は、請求項4において、検出器間の振動特性が、起振位
置で発生させた振動波の到達時間であることを特徴とす
る地下構造推定のための検出器設置位置の計測方法であ
る。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the detector according to the fourth aspect, wherein the vibration characteristic between the detectors is an arrival time of a vibration wave generated at the excitation position. This is a method of measuring the detector installation position for structure estimation.
【0011】さらに、請求項6記載の発明は、請求項4
において、検出器間の振動特性が、検出器で得られた波
のスペクトルを求め、そのスペクトルの周波数成分に応
じた位相差であることを特徴とする地下構造推定のため
の検出器設置位置の計測方法である。[0011] Further, the invention according to claim 6 is based on claim 4.
In, the vibration characteristics between the detectors, the spectrum of the wave obtained by the detector is obtained, and the phase difference according to the frequency component of the spectrum is characterized by the detector installation position for underground structure estimation It is a measurement method.
【0012】[0012]
【作用】請求項1記載の検出器設置位置の計測システム
によれば、設置する複数の検出器の内任意の2個の検出
器間の距離を既知とし、起振位置で発生させた振動波を
各検出器で検出し、その既知の2個の検出器間の距離と
その振動特性を基準として、その他の検出器の相対位置
を算出するため、任意の2個の検出器の距離だけは既知
として地表面に砂利や砕石等の障害物が存在せずに検出
器が設置可能な任意の位置に設置するが、他の検出器に
ついては任意の位置に検出器を設置することが可能で、
しかもその検出器の相対位置を正確に計測することが出
来る。According to the measuring system of the detector installation position according to the first aspect, the distance between any two of the plurality of detectors to be installed is known and the vibration wave generated at the excitation position. Is detected by each detector, and the relative positions of the other detectors are calculated based on the known distance between the two detectors and the vibration characteristics. Therefore, only the distance between any two detectors is calculated. It is known that there is no obstacle such as gravel or crushed stone on the ground surface, and it can be installed at any position where the detector can be installed, but for other detectors it is possible to install the detector at any position ,
Moreover, the relative position of the detector can be accurately measured.
【0013】また、請求項2記載の検出器設置位置の計
測システムによれば、設置した各検出器で得られた振動
波の到達時間を基準となる検出器との時間差で求め、既
知の2個の検出器の距離を基準として各時間差から他の
検出器の相対位置を正確に計測することが出来る。Further, according to the measuring system of the detector installation position according to the second aspect, the arrival time of the vibration wave obtained by each of the installed detectors is obtained by the time difference from the reference detector, and the known arrival time is obtained. The relative positions of the other detectors can be accurately measured from each time difference based on the distance between the detectors.
【0014】また、請求項3記載の検出器設置位置の計
測システムによれば、設置した各検出器で得られた振動
波のスペクトルから基準となる検出器との周波数成分毎
の位相差をそれぞれ求め、既知の2個の検出器の距離を
基準として各位相差から他の検出器の相対位置を正確に
計測することが出来る。According to the measuring system of the detector installation position according to the third aspect, the phase difference for each frequency component from the reference detector is determined from the spectrum of the vibration wave obtained by each installed detector. Then, the relative positions of the other detectors can be accurately measured from each phase difference with reference to the distance between the two known detectors.
【0015】また、請求項4記載の検出器設置位置の計
測方法によれば、前述したごとく、任意の2個の検出器
間の距離を既知とし、その既知の2個の検出器間の距離
とその振動特性を基準として、その他の検出器の相対位
置を算出するため、任意の2個の検出器の距離だけは既
知として地表面に砂利や砕石等の障害物が存在せずに検
出器が設置可能な任意の位置に設置するが、他の検出器
については任意の位置に検出器を設置することが可能
で、しかもその検出器の相対位置を正確に計測すること
が出来る。Further, according to the method for measuring the detector installation position, as described above, the distance between any two detectors is known, and the distance between the known two detectors is determined. To calculate the relative position of the other detectors based on the vibration characteristics of the detectors, the distance between any two detectors is assumed to be known, and there is no obstacle such as gravel or crushed stone on the ground surface. Is installed at any position where it can be installed, but the other detectors can be installed at arbitrary positions, and the relative positions of the detectors can be accurately measured.
【0016】また、請求項5記載の検出器設置位置の計
測方法によれば、上述したように、設置した各検出器で
得られた振動波の到達時間を基準となる検出器との時間
差で求め、既知の2個の検出器の距離を基準として各時
間差から他の検出器の相対位置を正確に計測することが
出来る。According to a fifth aspect of the present invention, as described above, the arrival time of the vibration wave obtained by each installed detector is determined by the time difference from the reference detector. Then, the relative position of the other detector can be accurately measured from each time difference with reference to the distance between the two known detectors.
【0017】また、請求項6記載の検出器設置位置の計
測方法によれば、上述のごとく、設置した各検出器で得
られた振動波のスペクトルから基準となる検出器との周
波数成分毎の位相差をそれぞれ求め、既知の2個の検出
器の距離を基準として各位相差から他の検出器の相対位
置を正確に計測することが出来る。According to the measuring method of the detector installation position according to the sixth aspect, as described above, the frequency of each frequency component with respect to the reference detector is determined from the spectrum of the vibration wave obtained by each installed detector. The respective phase differences are obtained, and the relative positions of the other detectors can be accurately measured from the respective phase differences with reference to the known distance between the two detectors.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳しく説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0019】図1は、本発明にかかる地下構造推定のた
めの検出器設置位置の計測システムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a measuring system of a detector installation position for estimating an underground structure according to the present invention.
【0020】図1において、表面波を発生させる起振機
1および該起振機1により発生した表面波の鉛直成分を
検出する検出器2(n個の検出器21,22,・・・、
2nからなる)が一直線上に配置されている。図1中、
破断線は起振機1及び検出器2が一直線上に配置されて
いることを便宜的に示している。また、3で示すものは
各検出器2で得た信号を解析する演算手段であり、その
動作についての詳細は後述する。In FIG. 1, an exciter 1 for generating a surface wave and a detector 2 for detecting a vertical component of the surface wave generated by the exciter 1 (n detectors 21, 22,...,
2n) are arranged on a straight line. In FIG.
The broken line indicates for convenience that the exciter 1 and the detector 2 are arranged in a straight line. In addition, reference numeral 3 denotes a calculating means for analyzing a signal obtained by each detector 2, and details of its operation will be described later.
【0021】起振機1は、一般に電磁型がよく使用され
るが、地表面に対して鉛直方向の振動を加えるものなら
ばどのようなものでもよく特に限定はされない。このよ
うな表面波を発生させる方法として、例えば簡易的に
は、木材等で地表面を打撃するだけでも表面波は発生す
るので、このような手段を用いても構わない。As the vibration exciter 1, an electromagnetic type is generally used, but any type may be used as long as it applies a vertical vibration to the ground surface, and there is no particular limitation. As a method of generating such a surface wave, for example, simply by hitting the ground surface with wood or the like, the surface wave is generated, so such a means may be used.
【0022】検出器2としては、一般に振動波を検出す
る目的で使用される検出器であれば任意に使用すること
が可能である。ここで、地表面に一直線上に配置された
n個の検出器の内、検出器21と22だけはその距離が
既知であり、地表面の砂利や砕石等の障害物が存在せず
に検出器が設置可能な位置に設置されている。そして、
その他の検出器23,・・・、2nについては、この直
線上で設置可能な任意の位置に配置しており、互いの距
離は任意である。つまり、すべての検出器間距離をあら
かじめ規定するのではなく、任意の2個の検出器間の距
離だけは予め既知としてその距離に設置されるが、他の
検出器については設置可能な任意の位置にそれぞれ設置
することができる。しかしながら、検出器間の最小間隔
は、検出する最短波長の1/2以下にすると精度良く計
測できることから、宅地地盤等の表層においては、表面
波位相速度は数十からせいぜい300m/s程度である
ということを考慮し、検出最高周波数をもし100Hz
とすれば、検出器間の最小間隔は40cm以下とするほ
うが望ましい。As the detector 2, any detector that is generally used for detecting vibration waves can be used. Here, of the n detectors arranged in a straight line on the ground surface, only the detectors 21 and 22 have known distances, and can be detected without obstacles such as gravel and crushed stone on the ground surface. The vessel is installed at a place where it can be installed. And
The other detectors 23,..., 2n are arranged at arbitrary positions that can be installed on this straight line, and the distance between them is arbitrary. That is, not all the inter-detector distances are defined in advance, only the distance between any two detectors is set in advance as a known value at that distance, but the other detectors can be installed at any distance. It can be installed at each position. However, since the minimum distance between the detectors can be accurately measured if the minimum wavelength is equal to or less than の of the shortest wavelength to be detected, the surface wave phase velocity is several tens to at most about 300 m / s on the surface layer such as residential ground. Considering that, the maximum detection frequency is 100Hz
If so, it is desirable that the minimum distance between the detectors be 40 cm or less.
【0023】次に、上記構成において、検出器設置位置
の計測方法の一実施態様について説明する。Next, a description will be given of an embodiment of a method for measuring the detector installation position in the above configuration.
【0024】まず、起振位置において衝撃波を発生させ
る。なおここでの起振位置とは地盤構造を推定するため
に計測する起振位置と必ずしも一致させる必要はなく、
前記の直線上の任意の位置で構わない。また、衝撃波を
発生させる手段としては、起振機1によるのが一般的で
あるが、前述のごとく木材等による打撃や人間が飛び跳
ねても簡単に発生させることが出来る。First, a shock wave is generated at the excitation position. Note that the excitation position here does not necessarily need to match the excitation position measured to estimate the ground structure,
Any position on the straight line may be used. As a means for generating a shock wave, a vibration exciter 1 is generally used. However, as described above, a shock wave can be easily generated even when hit with wood or the like or a person jumps.
【0025】起振位置にて発生させた衝撃波の振動は、
各検出器2のそれぞれにおいて検出される。この衝撃波
を各検出器2で検出したものを時間軸上で表現した検出
波形は例えば図2に示すようになる。そして、各検出器
2で検出した振動波の到達時間の差を求める。具体的に
説明すると、例えば検出器21を時間差の基準とした場
合、検出器21と検出器22における振動波の到達時間
の時間差Δt12、および検出器21とその他の検出器2
3,・・・、2nとの時間差Δt13、・・・、Δt1nを
それぞれ求め、演算手段3において既知である検出器2
1と22の距離との相対比較をすることで、検出器21
を基準とする各検出器の相対位置を確定する。すなわ
ち、既知である検出器21と22の距離、および検出器
21と22における振動波の到達時間の時間差を基準と
した場合の、その他の各検出器における振動波の到達時
間の時間差との相対比較から、検出器21の位置を基準
とした場合のその他の各検出器の相対位置を正確に計測
することが出来る。具体的に説明すると、たとえば、検
出器21と22との距離をΔD12(既知)とした場合、
検出器21と23との距離ΔD13は、 ΔD13=ΔD12×Δt13/Δt12で与えられる。The vibration of the shock wave generated at the excitation position is
It is detected in each of the detectors 2. FIG. 2 shows, for example, a detection waveform in which the shock wave detected by each detector 2 is represented on the time axis. Then, a difference between the arrival times of the vibration waves detected by the respective detectors 2 is obtained. More specifically, for example, when the detector 21 is used as a reference for the time difference, the time difference Δt12 between the arrival times of the vibration waves at the detector 21 and the detector 22 and the detector 21 and the other detectors 2
, .DELTA.t1n with respect to the respective detectors 2, 3,.
By making a relative comparison between the distances 1 and 22, the detector 21
The relative position of each detector with respect to is determined. That is, relative to the known distance between the detectors 21 and 22 and the time difference between the arrival times of the oscillating waves at the detectors 21 and 22, relative to the time difference between the arrival times of the oscillating waves at the other detectors. From the comparison, the relative position of each of the other detectors based on the position of the detector 21 can be accurately measured. More specifically, for example, when the distance between the detectors 21 and 22 is ΔD12 (known),
The distance ΔD13 between the detectors 21 and 23 is given by ΔD13 = ΔD12 × Δt13 / Δt12.
【0026】つまり、このような計測方法によれば、設
置可能な任意の位置に設置した各検出器の位置を正確に
計測することが可能となるため、その結果、地盤の表面
波速度についても正確に算出することが出来、地下構造
の推定精度が向上する。なおここでは、検出器21を振
動波の到達時間差の基準として説明したが、検出器22
を基準としても同様である。That is, according to such a measuring method, it is possible to accurately measure the position of each detector installed at an arbitrary position where the detector can be installed. As a result, the surface wave velocity of the ground is also reduced. It can be calculated accurately, and the estimation accuracy of the underground structure is improved. Here, the detector 21 has been described as a reference for the difference in the arrival time of the vibration wave.
The same applies to the reference.
【0027】次に、検出器設置位置の計測方法の別の実
施態様について説明する。Next, another embodiment of the measuring method of the detector installation position will be described.
【0028】まず、前述の実施態様と同様、起振位置に
おいて表面波を発生させる。本実施態様においては、表
面波は起振機1を用いて周波数掃引したり、周波数を適
宜変えながら単一の周波数のものでもよく、さらには上
記のような衝撃波でも良い。First, as in the above-described embodiment, a surface wave is generated at the vibration position. In the present embodiment, the surface wave may be swept by using the exciter 1 or may have a single frequency while appropriately changing the frequency, or may be a shock wave as described above.
【0029】この表面波を各検出器2で検出し、それぞ
れの検出波形をフーリエ変換する。図3は、検出器で検
出された検出波形のフーリエ変換スペクトルを示したも
ので、例えば、(a)は検出器21に対応するスペクト
ル、(b)は検出器22に対応するスペクトルであり、
ゲインGおよび位相Pを周波数f軸上で表現したもので
ある。図4は、図3の検出器21と22のクロススペク
トルから求めた周波数成分に対する位相差を示したもの
である。This surface wave is detected by each detector 2, and the respective detected waveforms are subjected to Fourier transform. FIG. 3 shows a Fourier transform spectrum of a detected waveform detected by the detector. For example, (a) shows a spectrum corresponding to the detector 21, (b) shows a spectrum corresponding to the detector 22,
The gain G and the phase P are represented on the frequency f axis. FIG. 4 shows a phase difference with respect to a frequency component obtained from the cross spectrum of the detectors 21 and 22 in FIG.
【0030】そして、例えば検出器21を位相差の基準
とした場合、検出器21と検出器22における振動波の
位相差ΔP12、および検出器21とその他の検出器との
位相差ΔP13、・・・、ΔP1nをそれぞれ求め、演算手
段3において既知である検出器21と22の距離との相
対比較をすることで、検出器21を基準とする各検出器
の相対位置を確定する。すなわち、既知である検出器2
1と22の距離、および検出器21と22における振動
波の位相差を基準とした場合の、その他の各検出器にお
ける振動波の位相差との相対比較から、検出器21の位
置を基準とした場合のその他の各検出器の相対位置を正
確に計測することが出来る。具体的に説明すると、たと
えば、図4において、周波数f1のときの位相差ΔP12
がφ1であるから、この場合のΔt12は、 Δt12=φ1/2πf1 で与えられる。同様に、検出器21と23における位相
差からΔt13が与えられる。したがって、この場合の検
出器21と22との距離をΔD12(既知)とした場合、
検出器21と23との距離ΔD13は、先と同様に、 ΔD13=ΔD12×Δt13/Δt12 で与えられる。When the detector 21 is used as a reference for the phase difference, for example, the phase difference ΔP12 of the vibration wave between the detector 21 and the detector 22 and the phase difference ΔP13 between the detector 21 and the other detectors,. .DELTA.P1n are obtained, and the relative position of each detector with respect to the detector 21 is determined by comparing the known distance between the detectors 21 and 22 in the calculating means 3. That is, the known detector 2
When the distance between 1 and 22 and the phase difference between the vibration waves in the detectors 21 and 22 are used as a reference, the position of the detector 21 is used as a reference from the relative comparison with the phase difference between the vibration waves in the other detectors. In this case, the relative positions of the other detectors can be accurately measured. More specifically, for example, in FIG. 4, the phase difference ΔP12 at the frequency f1
Is φ1, Δt12 in this case is given by Δt12 = φ1 / 2πf1. Similarly, Δt13 is given from the phase difference between the detectors 21 and 23. Therefore, if the distance between the detectors 21 and 22 in this case is ΔD12 (known),
The distance ΔD13 between the detectors 21 and 23 is given by ΔD13 = ΔD12 × Δt13 / Δt12 as before.
【0031】つまり、このような計測方法によっても、
設置可能な任意の位置に設置した各検出器の位置を正確
に計測することが可能となるため、その結果、地盤の表
面波速度についても正確に算出することが出来、地下構
造の推定精度が向上する。なお、各検出器の出力波形は
一般にいわゆる波形くずれがある(分散性がある)た
め、フーリエ変換スペクトルから位相差を求めた場合、
図4に示すように完全な直線とはならず多少の揺らぎが
あるので、複数の周波数においてそれぞれ検出器の位置
を求め、それを平均化することが精度の面で特に望まし
い。That is, even with such a measuring method,
Since it is possible to accurately measure the position of each detector installed at any position where it can be installed, the surface wave velocity of the ground can be calculated accurately, and the estimation accuracy of the underground structure can be improved. improves. In addition, since the output waveform of each detector generally has a so-called waveform distortion (has dispersibility), when the phase difference is obtained from the Fourier transform spectrum,
As shown in FIG. 4, since there is some fluctuation without a perfect straight line, it is particularly desirable in terms of accuracy to determine the positions of the detectors at a plurality of frequencies and average them.
【0032】なお、以上説明した実施形態においては、
既知の距離を検出器21と22間としたが、もちろん必
ずしもそうである必要はなく、任意の検出器間でよい。In the embodiment described above,
The known distance is set between the detectors 21 and 22. However, the distance is not necessarily required, and may be between arbitrary detectors.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項1記
載の検出器設置位置の計測システムによれば、設置する
複数の検出器の内任意の2個の検出器間の距離を既知と
し、その既知である2個の検出器間の距離とその振動特
性を基準として、その他の検出器の相対位置を算出する
ため、任意の2個の検出器の距離だけは既知として地表
面に砂利や砕石等の障害物が存在せずに検出器が設置可
能な任意の位置に設置するが、他の検出器については任
意の位置に検出器を設置することが可能で、しかもその
検出器の相対位置を正確に計測することが出来るという
優れた効果を奏する。As described above in detail, according to the measuring system of the detector installation position according to the first aspect, the distance between any two of the plurality of detectors to be installed is known. In order to calculate the relative positions of the other detectors based on the known distance between the two detectors and their vibration characteristics, only the distance between any two detectors is known and the gravel is applied to the ground surface. It can be installed at any position where the detector can be installed without obstacles such as stones and crushed stones, but other detectors can be installed at any position. An excellent effect that the relative position can be accurately measured is exhibited.
【0034】また、請求項2記載の検出器設置位置の計
測システムによれば、設置した各検出器で得られた振動
波の到達時間を基準となる検出器との時間差で求め、既
知の2個の検出器の距離を基準として各時間差から他の
検出器の相対位置を容易にしかも正確に計測することが
出来る。Further, according to the measuring system of the detector installation position according to the second aspect, the arrival time of the vibration wave obtained by each of the installed detectors is obtained by the time difference from the reference detector, and the known time is calculated. The relative position of another detector can be easily and accurately measured from each time difference based on the distance between the individual detectors.
【0035】また、請求項3記載の検出器設置位置の計
測システムによれば、設置した各検出器で得られた振動
波のスペクトルから基準となる検出器との周波数成分毎
の位相差をそれぞれ求め、既知の2個の検出器の距離を
基準として各位相差から他の検出器の相対位置を簡易に
しかも正確に計測することが出来る。According to the detector installation position measuring system of the present invention, the phase difference of each frequency component with respect to the reference detector is determined from the spectrum of the vibration wave obtained by each installed detector. The relative positions of the other detectors can be easily and accurately measured from the respective phase differences with reference to the distance between the two known detectors.
【0036】また、請求項4記載の検出器設置位置の計
測方法によれば、設置する検出器の内任意の2個の検出
器間の距離を既知とし、その既知の2個の検出器間の距
離とその振動特性を基準として、その他の検出器の相対
位置を算出するため、任意の2個の検出器の距離だけは
既知として地表面に砂利や砕石等の障害物が存在せずに
検出器が設置可能な任意の位置に設置するが、他の検出
器については任意の位置に検出器を設置することが可能
で、しかもその検出器の相対位置を正確に計測すること
が出来るという優れた効果を奏する。According to the measuring method of the detector installation position, the distance between any two of the detectors to be installed is known, and the distance between the known two detectors is determined. To calculate the relative position of the other detectors based on the distance of the detector and its vibration characteristics, the distance between any two detectors is known and there is no obstacle such as gravel or crushed stone on the ground surface. It is installed at any position where the detector can be installed, but for other detectors it is possible to install the detector at any position and it is possible to accurately measure the relative position of the detector It has excellent effects.
【0037】また、請求項5記載の検出器設置位置の計
測方法によれば、上述したように、設置した各検出器で
得られた振動波の到達時間を基準となる検出器との時間
差で求め、既知の2個の検出器の距離を基準として各時
間差から他の検出器の相対位置を容易にしかも正確に計
測することが出来る。According to the measuring method of the detector installation position according to the fifth aspect, as described above, the arrival time of the vibration wave obtained by each installed detector is determined by the time difference from the reference detector. The relative positions of the other detectors can be easily and accurately measured from the respective time differences with reference to the distance between the two known detectors.
【0038】また、請求項6記載の検出器設置位置の計
測方法によれば、上述のごとく、設置した各検出器で得
られた振動波のスペクトルから基準となる検出器との周
波数成分毎の位相差をそれぞれ求め、既知の2個の検出
器の距離を基準として各位相差から他の検出器の相対位
置を簡易にしかも正確に計測することが出来る。According to the measuring method of the detector installation position according to the sixth aspect, as described above, the frequency of each frequency component with respect to the reference detector is determined from the spectrum of the vibration wave obtained by each installed detector. The respective phase differences are obtained, and the relative positions of the other detectors can be easily and accurately measured from the respective phase differences with reference to the distance between the two known detectors.
【図1】本発明の地下構造推定のための検出器設置位置
の計測システムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a measurement system of a detector installation position for estimating an underground structure according to the present invention.
【図2】各検出器で検出される検出波形例である。FIG. 2 is an example of a detection waveform detected by each detector.
【図3】検出波形のフーリエ変換スペクトルである。FIG. 3 is a Fourier transform spectrum of a detected waveform.
【図4】図3のクロススペクトルから求めた周波数成分
に対する位相差を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a phase difference with respect to a frequency component obtained from the cross spectrum of FIG. 3;
1 起振機 2、21,22,・・・、2n 検出器 3 演算手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exciter 2, 21, 22, ..., 2n Detector 3 Calculation means
Claims (6)
直線上に並べた少なくとも3個の振動検出器と、該検出
器を設置するに際し、その内の任意の2個の検出器間の
距離を既知とし、前記直線上の起振位置で発生させた地
盤の振動波を各検出器で検出し、既知の2個の検出器間
の距離とその振動特性を基準として、その他の検出器の
相対位置を算出する演算手段とを具備することを特徴と
する地下構造推定のための検出器設置位置の計測システ
ム。At least three vibration detectors arranged in a straight line on the ground surface for estimating an underground structure, and when installing the detectors, at least two vibration detectors are used. The distance between the two detectors is known, and the ground vibration wave generated at the excitation position on the straight line is detected by each detector, and the other detection is performed based on the known distance between the two detectors and its vibration characteristics. And a calculating means for calculating a relative position of the detector.
させた振動波の到達時間であることを特徴とする請求項
1記載の地下構造推定のための検出器設置位置の計測シ
ステム。2. The system according to claim 1, wherein the vibration characteristic between the detectors is the arrival time of a vibration wave generated at the vibration generating position. .
た波のスペクトルを求め、そのスペクトルの周波数成分
に応じた位相差であることを特徴とする請求項1記載の
地下構造推定のための検出器設置位置の計測システム。3. The underground structure estimation according to claim 1, wherein the vibration characteristic between the detectors is a phase difference according to a frequency component of a spectrum obtained from a wave obtained by the detector. System for measuring the installation position of the detector.
直線上に並べた少なくとも3個の振動検出器を設置する
にあたり、その内の任意の2個の検出器間の距離を既知
とし、前記直線上の起振位置で発生させた地盤の振動波
を各検出器で検出し、既知の2個の検出器間の距離とそ
の振動特性を基準として、その他の検出器の相対位置を
算出することを特徴とする地下構造推定のための検出器
設置位置の計測方法。4. When at least three vibration detectors arranged in a straight line are installed on the ground surface to estimate an underground structure, a distance between any two of the vibration detectors is known. The ground vibration waves generated at the excitation position on the straight line are detected by the respective detectors, and the relative positions of the other detectors are determined based on the known distance between the two detectors and the vibration characteristics thereof. A method of measuring a detector installation position for estimating an underground structure, which is characterized by being calculated.
させた振動波の到達時間であることを特徴とする請求項
4記載の地下構造推定のための検出器設置位置の計測方
法。5. The method according to claim 4, wherein the vibration characteristic between the detectors is the arrival time of a vibration wave generated at the vibration generating position. .
た波のスペクトルを求め、そのスペクトルの周波数成分
に応じた位相差であることを特徴とする請求項4記載の
地下構造推定のための検出器設置位置の計測方法。6. The underground structure estimation according to claim 4, wherein the vibration characteristic between the detectors is a phase difference according to a frequency component of a spectrum obtained from a wave obtained by the detector. Method of measuring the detector installation position for
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26890597A JPH11109041A (en) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | Measuring system of detector setting position for underground estimation and its method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26890597A JPH11109041A (en) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | Measuring system of detector setting position for underground estimation and its method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11109041A true JPH11109041A (en) | 1999-04-23 |
Family
ID=17464906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26890597A Pending JPH11109041A (en) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | Measuring system of detector setting position for underground estimation and its method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11109041A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011025332A (en) * | 2009-07-22 | 2011-02-10 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | Water jet peening method and device |
JP2017009457A (en) * | 2015-06-23 | 2017-01-12 | 国立研究開発法人土木研究所 | Method and device for ground structure survey |
-
1997
- 1997-10-01 JP JP26890597A patent/JPH11109041A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011025332A (en) * | 2009-07-22 | 2011-02-10 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | Water jet peening method and device |
JP2017009457A (en) * | 2015-06-23 | 2017-01-12 | 国立研究開発法人土木研究所 | Method and device for ground structure survey |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Stergiopoulos et al. | Extended towed array processing by an overlap correlator | |
CN101566683B (en) | Method for estimating target azimuth formed based on phase difference beams | |
US5317543A (en) | Method and sensor for determining the distance of sound generating targets | |
US7889596B2 (en) | Method and a system for determining the position of a drill bit | |
US10890647B2 (en) | Forward acoustic scattering based double-transmitter and double-receiver networking target detection system and method thereof | |
JPH10253730A (en) | Wide-band direction estimation device and method | |
JP6531934B2 (en) | Hybrid surface wave search method and hybrid surface wave search system | |
US4702110A (en) | Method and apparatus for measuring metal hardness utilizing longitudinal and transverse ultrasonic wave time-of-flight | |
JPH11109041A (en) | Measuring system of detector setting position for underground estimation and its method | |
JP2549482B2 (en) | Structure soundness determination device | |
JP4266810B2 (en) | Wind speed vector calculation device | |
JP3007914B2 (en) | Mode eigenvalue measurement method | |
JPH11248850A (en) | Frequency-wavenumber spectrum analysis method | |
CN111551639B (en) | Method for measuring soil elastic wave dispersion curve | |
RU2376612C1 (en) | Method of hydrometeorological monitoring water body of sea test site and device to this end | |
CN112083373A (en) | Single-vector hydrophone passive positioning and track prediction method | |
EP1216422B1 (en) | Method and apparatus for extracting physical parameters from an acoustic signal | |
JP2690606B2 (en) | Sound source number determination method | |
US11740112B2 (en) | Method of measuring the speed of a fluid | |
JP3350915B2 (en) | Axle load measuring device and measuring method for traveling vehicle | |
JP2001249187A (en) | Estimation method of ground structure and estimation system | |
JP2001289706A (en) | Sound velocity distribution measuring method and sound velocity distribution measuring device | |
JP2867019B2 (en) | Mode eigenvalue measurement method | |
JP2763821B2 (en) | Sound source feature extraction method | |
Carey et al. | Environmental acoustic influences on array beam response |