JPS59159012A - 穿孔測量装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、穿孔測量計器の技術分野に属し、特に、加速
度センサを用いる穿孔測量装置に関する。

発明の背景 多くの従来の穿孔測量装置においては、磁力計のような
方位または方向測定計器と組合わせて加速度または傾斜
測定計器を備えているプローブが使用されている。この
ような装置の例は、米国特許°第３．　ｇ　Ａ　、２．
ｑ１号および第’ＡＪ＆２０に’１号明細書に開示され
ている。即ちこれら明細書には、方位決定のための三軸
磁力計と共に垂線がらの穿孔の偏差を測定するための３
つの加速度計を備えている傾斜計を用いた穿孔測量計器
が開示されている。この装置は、穿孔が通る地層の物質
によって生ぜしめられる地球磁場における変動を含め数
多の要因による誤差を回避できない。また方向または回
ζ、検知の目的で磁力計の代りにジンバルジャイロまた
は吊下式の機械的ジャイロを用いた数多の装置も知られ
ている。

しかしながら、衝撃や振動に対する感度が原因で機械的
なジャイロは穿孔測量装置に対し所望の精度および信頼
性を保証しない。さらに機械的ジャイロはドリフトおよ
び歳差を受は易（安定のために相当な整定期間を要する
。またこれらの計器は機械的に複雑でかつ高価となり勝
である。

穿孔内におけるグローブの位置を慣性方式で６１１」定
する場合に固有の誤差を減少する１つの試みとしてカル
マン（Ｋａｌｍａｎ　）のろ波技術の使用が挙げられる
。しかしながら、今日まで、カルマンろ波技術の使用は
穿孔内で停止して℃・るグローブの位置整合に限られて
おり、プローブが穿孔内で運動している間に行なわれる
測定での誤差減少と言う意味での動的な意味では用いら
れていなかった。

発明の梗概 したがって本発明の１つの目的は、穿孔内に挿入するの
に適したプローブと、穿孔内におけるプローブの運動を
表わす信号を発生する機構と、グローブ内に設けられて
３つのグローブ軸に対するグローブの加速度成分を表わ
す３つの加速度信号を発生するための加速度測定計器と
、コつのプローブ回転軸に対するグローブの角回転を表
わす２つの回転信号を発生するための角回転測定手段と
を有する穿孔測量装置を提供することにある。また、こ
の穿孔測量装置には、プローブが運動している間に第１
のグローブ軸を中心とするグローブの角回転を表わす第
１の合成角回転信号を発生する第１の回路および角回転
信号に応答してプローブが運動していない時の第３のプ
ローブ軸を中心とするプローブの角回転を表わす第一の
合成角回転信号を発生する回路が設けられる。さらに、
本発明の装置は、上記回転信号および合成回転信号に応
答して穿孔内のグローブの運動を表わす信号を地球基準
座標に変換する回路と、該変換回転および加速度測定回
路に接続されて、加速度信号を゛、地球座標系における
プローブの速度および位置を表わす第７の速度信号集合
および第１の位置信号集合に変換するための計算回路が
設けられる。

さらに本発明の装置においては、速度および位置信号を
発生するのに用いられる加速度、角回転および整合デー
タにおける誤差を補償するために、穿孔に垂直な方向に
おける運動が零であると言う動的拘束を用いるカルマン
フィルタか用いられる。

発明の詳細な記述 第７図には、本発明の好ましい実施例のための代表的な
環境が示されている。地面１０の下方には参照数字７．
７で総括的に示した穿孔が延び又おり、複数個の穿孔ケ
ーシングもしくはバイブｌｔＩおよび１６で内張すされ
ている。穿孔／コ内には、グローブ／ｇが挿入され、こ
のグローブ／ｇは地上のブーリコ弘上を延びるケーフリ
レコ２によりケーブルココルコ０に接続されている。ケ
ーブルココは、穿孔／コを介してプローブ／ｇを下降す
る働きをなし、付加的に、グローブ／ｇからのデータを
地上の信号プロセッサ（処理装置）コロに伝送するため
の伝送媒体の働きをしている。さらに、穿孔／コ内に送
り込まれたケーブルココの量の表示ならびにケーブルコ
コからのデータを信号プロセッサコロに供給するのに他
の信号伝送線２ｇを用いることができる。第１図に図示
しである本発明の実施例においては、データは、ケーブ
ルココを介してグローブ／ｇに伝送されたり該プローブ
から伝送されるものとしているが、しかしながら、例え
ば、穿孔中の測定において穿孔マッド（どろ）を介して
ディジタルデータを伝達する圧力パルスのような他の手
段によりデータを上側に伝送することができる。また、
データをプローブ内のメモリに記憶しておいて後に取出
すようにしても良い。

第１ａ図に示すように、グローブ１ｇ内には、３つの加
速度計３コ、３弘および３６を有する三軸加速度計パッ
ケージが固定されている。加速度計Ｊｊ、　Ｊ４’およ
び３ルは、それらの感知軸が座標系３ｇで示すプローブ
本体に対応するように配位されている。グローブ本体座
標系において　−ｘｂ　　で示したＸ軸は穿孔に沿って
延在し、そしてｙ　で示したｙ軸および２　で示した２
軸はＸ　軸に対して直交している。

またプローブ１ｇ内には、２つのレーザジャイロｕ、２
および＜ｚ＋を有するレーザジャイロ組立体ｔｏが設け
られている。第１のレーザジャイロクコは、ｙｂ　軸を
中心とするプローブの角回転を測定するようにプローブ
内に配位されており、この場合測定される角度回転はφ
ア　で表わされる。同様にして第一のレーザジャイロは
、φ　で表わしたｚｂ　　軸を中心とするプローブの回
転を測定するようにグローブ１ｇ内に取付けられている
。プローブ／ｇの直径は比較的小さいので、Ｘ　軸を中
心とする回転を有効に測定するレーザジャイロを得るの
に充分な空間は無い０ プローブ／ｇの好ましい実施例においては、さら罠、メ
モリａｇと共にマイクロコンピュータ弘６が設けられる
。加速度計３．２．　Ｊりおよび３６から線路ｓｏ、　
ｓ、２およびＳａが延びておつてマイクロコンピュータ
もしくはマイクロプロセッサに接続されている。これら
線路は、それぞれ、ｘｂ　、　ｙｂ　およびｚｂ　軸に
沿ったグローブの加速度を表わす加速度信号ａｘ　、　
ａｙ　　およびａ２　　を伝達する働きをなす。同様に
して、マイクロプロセラサグ６は線路３６およびｓｇを
介してレーザジャイロ組立体９θに接続されており、こ
れら線路Ｓ６およびｔｇはｙ軸ジャイロｑ２からの角回
転信号ω　および２軸ジャイロ４ｔ４Ｚからの角回転信
号ω　を伝送する働をなす０第１ａ図に示した本発明の
実施例において、速度信号ｙｐ　　は、図示のように線
路６０を介してマイクロプロセッサ９乙に伝送される。

第７図に示すように、この信邦は、レーザ２りの回転速
度を表わすものであって、穿孔／２内のグローブの速さ
もしくは速度の尺度となる。なお線路６０はケーブル、
２．２内に設けられる。しかしながら、ｙｐ　信号をさ
らに有利に、異なった仕方、例えば穿孔の下降方向に挿
入されるケーシングもしくはバイブ部分ｌ≠および／Ａ
を計数するなど別の仕方で発生することも可能である。

本発明の究極的な目的であるグローブの位置したがって
また穿孔の位置の決定においては、プローブの座標系３
ｇで発生されるいろいろなセンサ信号を、地球座標系と
称する座標系に変換する必要がある。このような座標系
が、第１図に参照数牢６．７で総括的に示されており、
この座標系において、ｘＬ　　で表わしたＸ軸は重力ベ
クトル計　に平行に延び、そして他の軸ｙおよび２はｘ
Ｌ　軸に対して直交関係にあり、地表と平行関係にある
。この座標系６２は、鋳　および皆　軸がそれぞれ北お
よび東のような方向を表わす水準座標系と称することが
できる。

マイクロプロセッサｔ６が線路！ｒｏ、ｓ、：ｉオヨび
Ｓｑ上の加速度信号、線路Ｓ６および３ｇ上の角速度信
号ならびに線路６θ上の速度信号を位置信号に変換する
ロジックが第２図に示しである。しかしながら、この処
理のうちのいくつかの処理は、地上に設けられているコ
ンピュータコロ内で達成し得ることは理解すべきである
。

前に述べたように、地球座標系、Ｌ、ｙＬ　　およびｚ
Ｌ　　に対するプローブ／ｇの位置を表わす信号を発生
する上における主要な問題の１つは、プローブ座標系、
ｂ、ｙｂ　　およびｚｂ　からのプローブ７ｇの配位お
よび運動を表わす信号を正確に、水準もしくは地球座標
系に変換することである。

第、２図に示しである論理回路の主たる目的の１つは、
いろいろな信号源に固有の１差を補償するためにＫａｌ
ｍａｎ　　のろ波技術を用いてできるだけ正確にこの座
標変換を行なうことである０第２図に用いられているい
ろいろな記号の定義は次表■に示されている。

表　　　■ 謔　＝グローブ本体−水準座標変換行列Ｃ−ハイブープ
ローブ本体座標変換 ａε　ニゲローブ本体のｒｘｔ軸に沿う加速度ａｂ　−
プローブ本体のｒｙＪ軸に沿う加速度、ｂ　　ニゲロー
ブ本体の「ｚ」軸に沿う加速度ａ（１１”第１の時点に
おけるプローブ本体座標での加速度ベクトル ’＋２）　”第２の時点におけるプローブ本体座標での
加速度ベクトル ω５−プローブ本体の「ｘＪ軸を中心とする角回転 ω５−プローブ本体のｒｙＪ軸を中心とする角回転 ω５−グローブ本体の「ｚ」軸を中心とする角回転 ■Ｐ　　＝パイプに沿うプローブの速度■１″　＝測定
した水準座標でのプローブの速度■１″　−慣性的に導
出される水準座標でのプロ−ブの速度 Ω　＝地球の角回転 兎　二地球の角回転の北方向成分 Ω。＝地球の角回転の下降方向成分 Ｐ　−地球座標に対する水準座標の角速度Ｒ−下記の３
つの成分を有する位置ベクトル ＲＮ　−北方向位置座標 Ｒ８−東方向位置座標 都　＝下降方向位置座標 λ　二緯度 ｒ　ニゲローブ本体−水準座標変換Ｃｂにおける誤差 ξ　＝バイブもしくはケーシング内でのプローブ本体の
不整合量 Ｋ　−準選択的Ｋａ１ｍａｎ　利得系数ル　二重力ベク
トル　ｉ　（Ｒ）＝Ｗ　（Ｒ−Ｒ）Ｄ　　　　　ＳＥＤ ■　＝恒等マトリックス ＲＥ　−地球の半径 δＶＬ−水準座標における速度誤差 ε０−加速度計誤差 ε　＝ジャイロ誤差 μ３−ジャイロバイアス誤差 ν　＝測定白色雑音 ｑ７＝ｒｙＪ軸ジャイロの白色雑音拳スヘクトル密度（
度／ｖ／＊）２ ｑ、＝ｒｚＪ軸ジャイロの白色雑音率スペクトル密度（
度／ｆ駆）２ ｑ、＝グローブが運動している間の穿孔に沿うプローブ
のねじれ（ローリングＷｂ）の不確定度 ｑＬ　　−水準座標におけるジャイロのランダムな歩行
の分散行列 Ｘ　−誤差状態 夕　＝離散的な測定間の動的誤差 φ　＝誤差方程式の時間写像 Ｆ　＝動的誤差モデル行列 Ｈ−速度測定行列 Ｐ　＝誤差状態の共変量 Ｒ−白色測定雑音の共変量 τ　＝プローブ本体−経路不整合の時定数（・）＝括弧
内のベクトルのねじれの対称行列式を表わす。

座標変換行列Ｃヒ　　を更新するための論理は第一図の
ブロック６グ内に示されている。この論理のための入力
には、線路ＳＬおよびｓｇ上の角回転信号ω・およびω
　が含まれる。ブロンｙ　　　　　　　　　　　ｚ り６ｑ内の変換論理を更新するためには、Ｘ軸を中心と
するグローブの回転ω　を表わす信号を得ることが必要
であるので、合成信号ω　を発生する必要がある。これ
は、グローブ／ｇが穿孔７．２内で停止している時にブ
ロック６６内の論理によって達成される。ブロック６６
内の論理のための入力には、線路５６およびｓｇ上の角
回転信号ω　およびω　の２つが含まれ、ｙ　　　　　
　　　　　　ｚ さらに第３の入力として地球同転Ωを表わす信号がある
。このΩ信号の発生源はブロック６ｔであり、該ブロッ
クに示されるように、信号ωはそれぞれ、北方向を中心
とする地球の回転および下向方向における地球の回転を
表わすΩ、およびΩつを含む３つのベクトルからなる。

またブロック６ｇ内に示すように、Ωの値はプローブ／
ｇの緯度λに依存する。グローブのマイクロプロセラサ
グ乙における第一図の論理−の実現を容易にするために
、穿孔の緯度λをメモリｔＡｇ内に記憶しておいて線路
６９を介しブロック６ｇに伝送することができる０Ω信
号はその場合線路７０を介して論理６乙に伝送され、後
者は線路７コ上に第１の合成信号ω　を発生する。グロ
ーブが穿孔内で停止すると、ｙｐ　が零に等しいことを
表わす論理信号が破線で示した線路クダを介して伝送さ
れてそれにより線路７コ上の信号は線路７３を介して論
理ＡｔＩに与えられる。

プローブが停止している間に加速計誤差は較正され、そ
して重力による加速度は感知された加速度に等しくかつ
反対となるようにリセットされる。

別法として、グローブが穿孔／２内を運動中に、第２の
合成信号Ω工がブロックｇｏに示しである論理にしたが
って線路７ｇ上に発生される。プローブが穿孔／−内を
運動している時に、線路？ｔＡ上の論理信号はスイッチ
７６を閉成して線路ｇθを線路７３と結合する。第一図
に示すように、本体の加速度ａを表わす線路ＳＯ。

３．２およびＳＩＡ上の加速度信号は母線ｆｆＪを介し
て論理７ｇおよび遅延回路ｇｔｔに供給される。

母線ｇ−を介しての論理７ｇに対する第１の入力は、第
１の時点におけるグローブ７ｇの本体の加速度を表わす
信号ａ、□）で表わすことができる。遅延回路ｇ弘は、
母線ｇ６を介して論理７ｇに第一の本体加速度信号ｅＬ
ｆ２１を発生する。遅延回路ｇグのための受容すること
ができる時間遅延は／　／　Ａ　００秒である。このよ
うにして、プローブの軸工を中心とする合成角回転信号
が、プローブｉｇが運動中である場合およびグローブ／
ざが停止している場合双方について発生される０ 線路りＯ上のΩ信号と共に、ブロック６弘内の変換論理
は、ブロック？−に示すように地球に対するプローブの
角速度を表わす信号を線路９０を介して受ける。母線ｑ
ｕに表われる論理６ダの出力Ｃは、加速度信号ａｂおよ
び角回転Ｌ 信号ω５　から得られるプローブ本体−水準座標変換の
時間変化率を表わす。この信号は、次いで９６で示すよ
うに、積分されて、それにより母相？ｇ上に、本体座標
系３ｇで発生された信号を水準座標系６２に変換するの
に要求される変換行列を表わす信号ＣＦ　が発生される
。座標変換行列Ｃを表わす線路９ｇ上の信号は、加算回
路１００を介して母線１０．２に伝達される。

加速度ａｂ　は、母線７０コを介して、更新された座標
変換行列を受ける論理１０弘により本体座標から水準座
標に変換される。その結果得られる母ｍ１ｏｂ上の出力
は、水準座標におけるプローブ／ざの加速度を衣わし、
加算点１０ｇに伝達される。加算点１０Ｈにおいては、
重力による加速度を表わす線路Ｉ１０上の信号ルが減算
されて、その結果水準座標でグローブ／ｇの加速度Ｖ　
を表わす信号が母線１７．２上に得られる。ブロック／
／、？で示すようにｔはプローブ／ｇの深さＲ（ｉ　の
関数である。この信号はそこで／／Ｑ−で示すように積
分されて、その結果母線／／６上の速度Ｖ　を表わす信
号が線路／／６上に発生される。

斯して得られる速度信号ｖＬ　はそこで線路／／ｇを介
して論理ｌコ０に帰還され、該論理／２０はそこで、母
線／ＪＪ上に、地球の回転によって発生されるコリオリ
の力から生ずる求心加速度を表わす信号を発生する。こ
のようにして得られた母線ｌ、２２上の信号は、加算点
／θｇにおいて加速度信号ａ　から減算される。

その結果、母線／／−上の信号は、地球の回転によって
発生される重力および加速度を考慮した穿孔内のプロー
ブの加速度を表わすものであることは理解されるであろ
う。

上述のような慣性系によって発生される速度信号に加え
て、穿孔内のグローブ／ｇの運動を実際に測定すること
により速度信号が発生される。先に述べたように、線路
６０上の信号■２は、穿孔内のプローブのワイヤもしく
はケーブル線速度を表わすことができる。この信号は、
ブロックノコ弘に示しである論理によって本体座標にお
けるプローブの速度妙５を表わす母線／２６上の速度信
号に変換される。ブロックｉｓｙ内に示しであるように
、変換行列Ｃは恒等行列工に加えて、行列形態で、パイ
プ／弘および／６内におけるプローブ／ざの不整合を表
わす行列ξを含む。・母線１．２６上に得られる速度信
号Ｖ　はそこで７２ｇに示しである座標変換行列Ｃｂ　
　によって水準座標系の速度信号■１　に変換され、該
速度信号■　は母線）３０ｍ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ｍ上に発生される。これら速度信号はそこで加算点／３
コを介して母線！、３’ｌに伝達されて／３６で示すよ
うに積分され、その結果母線ｉＪｇ上には、水準座標６
．２で表わされた北方向、東方向および下向方向に対す
るプローブの位置座標Ｒを表わす信号が発生される。

予想されるように、実際のワイヤ長測定から得られる母
＆！／　、？　’％上の速度信号と、慣性信号源から得
られる線路１１ｇ上の速度信号とはいろいろな誤差源を
通っている。母線ｉｉｇおよび１Ｊｔａ上の速度信号間
の相対誤差を現わす信号δ■１を得るために、母線／／
ｇおよび／、ｊ’１上の信号は加算点／ダ０に供給され
、その結果母線／’ＩＩには水準座標の速度誤差信号δ
■１が得られる。速度信号したがってまた位置信号の発
生に存在するいろいろな誤差源に対して補償を行なうた
めに、カルマンろ波（Ｋａｌｍａｎ　ｆｉｌｔ−ｅｒｉ
ｎｇ　）を用いて誤差補正信号を推定する。

低次のカルマンろ波を用いることの主たる目的の１つは
、欠けているまたは劣化した慣性データを補償すること
にある。このカルマンろ波性では等価な速度情報に変換
することができる穿孔内の有意味な距離に亘り、プロー
ブ／ｇは穿孔軸線を追従するように拘束されると言う事
実が利用され、それにより穿孔測量精度が高められる。

この種の動的拘束を考慮することにより従来の方式を陵
駕する有意味な利点が得られる。カルマンろ波動作にお
ける計算上の負担は、最も有意味な誤差状態だけを標本
化することにより軽減される。例えば、外部速度■１　
を位置座標を発生するための水準座標に分解するのにプ
ローブ／ｇの姿勢が用いられる。

カルマンフィルタ法は、論理ブロックｔｕａに示されて
いる。この論理ブロック／クコは入力として、母線／４
Ｉ／を介して速度誤差信号δいを受ける。この論理ブロ
ックに示しであるように、カルマン利得係数には速度誤
差信号δｖＬを乗ぜられて行列／ケグに示しである量に
加算される。そこで、行列７≠６に示しである修正値が
誤差補償を行なうために、第２図に示しである論理のい
ろいろな部分に供給される。

例えば、位置座標Ｒのための誤差補償項は母線／グ３を
介して加算点／！０に供給され、／ｊコに示す様に更新
された位置座標が得られる。同様にして速度誤差項は母
線／Ｓ弘を介して加算点１５６および加算点７３．２に
供給され、それにより速度信号Ｖ　およびＶエ　に対し
誤差補償が行なわれる。本体−水準座標変換行列Ｃｂ　
のためのＵｉ差項Ｖが母線／ｊざに発生されて加算点ｉ
ｏｏに供給され、誤差項は線路／／、０を介し又変換論
理／、２≠に供給され不整合量ξの補正に用いられる。

処理効率を高めるために、カルマン係数Ｋをブロック１
６コで示すように、メモリ４Ｚｆｆ内に記憶しておくこ
とができる。このようにカルマン係数Ｋをメモリ４ｔ’
ｙに格納することにより、プローブｉｇが穿孔／コ内に
在る間に該プローブ／ざ内で変換処理を動的に補正する
ことができる。

線形で離散的なカルマンフィルタにおいては、共変量の
段階での計算で最終的に、カルマン利得係数Ｋが得られ
、この係数には次いで誤差状態Ｘ８　の予想値の計算に
用いられる。これら誤差状態は次式で表わされる。

このシステムモデルにおいては、誤差状態はφの関数、
即ち誤差方程式の時間写像である。

項φは次式で表わされる。

φさ工＋ＦΔｔ　　　　　　・・―・（２ｒ上式中、Ｆ
行列は離散的な測定間における動的誤差を表わす。即ち
、 式（３）中のδ責、δ÷ｌ’！？は次のように表わされ
るＯ δｉ＋　＝　ｆｖ”　１ｒ−ａｖ＋ｃＬｆｖ”）ξ＋Ｃ
ＬＶ　　−−−−（４）ｂ ｖ＝（Ω）１＋Ｃｂεｙ−−ｆ６） 、、、　　　Ｉ−ξ十〜　　　　　　　　　　　　・・
・・（７）τ 測定モデルは、次式で表わされる。

δＶ　　＝ＨＸ　＋ν　　　　　　　　　１」・（８）
上式中、Ｈは速度測定行列を表わす。即ちδｖｂ＝Ｃｂ
、■ｂ、、−（ｖｌ＋’＋ｃ　（ＩＶ＋Ｊ／　　　・φ
・・ｆ９１カルマンの利得係数には次式で表わすことか
できる。

Ｋ　＝　Ｐ（−）ＨＩＪ（Ｐ（−）Ｈ＋Ｒ）　　　　　
・・・・叫更新された誤差共変量は次式で表わされる。

Ｐ　（＋）　＝　ＣＩ−ＫＨ）Ｐ　　　　　　　　・・
悔・αカジャイロ処理雑音共分変量行列は次のように定
義される。

欠けているω　ジャイロの非線形再生に基ずく変量ｑ　
およびジャイロバイアスμ、は次式で与えられろ。

Ｑ、？二ＪｅＡｚ弓　　　　　　　　−−−−（１３１
μ　＝−もｓＶ〒 上式中、ｑ　：＝　ｑ、　＝　ｑ、・ 運動中、ｑ、はブロック７ｇの論理と関連する分散もし
くは変量となる。

上の説明から理解されるよ５に１プローブｌざが第１図
に示したパイプケーシング−弘および／６に対し垂直方
向に実質的に運動しないと言う穿孔測定方式に固有の拘
束が誤差の推定および補正を容易にするのに用いられる
。例えば、予想される本体のｙおよび２軸における加速
度信号を、線路３．２およびｊ弘に現われる感知した加
速度　　およびａ　で差分することによりａｙ　　　　
　ｚ 誤差信号を発生してグローブのローリング姿勢（横振れ
）を補正することができる。

さらに誤差信号を時間の関数として処理することにより
、本体−経路の不整合量ξの推定値を改善できる。

次式を用いて感知された加速度ａｘ、ａｙ　およびａ２
　　を消去するために、記憶されている重力モデル／／
３をリセットすることができる。

ｇＬ（ＲＤ）＝Ｗｓ（Ｒｏ−ＲＤ）　　　　　　−・・
・α４上式中、Ｗ　はシュラ−発振（５ｃｈｕｌｅｒ　
ｏｓｃｉ−ＩＬａｔｉｏｎ　）を表わす。

一ヒに述べた技術は、数多の異なった穿孔測量に用いる
ことができる。例えば、掘削中の測定において、ここに
述べた測量方法を地上にデータを伝送せずに掘削の案内
もしくは誘導の目的に用いることができる。この場合に
は、プローブ／ｇの姿勢は、水準化、方位およびバイト
面情報を得るためにブロック６６に示しである論理を用
いて決定される。

他方、緯度の測量では、プローブ／ｌが運動している期
間ブロック７ｇの論理によって発生される姿勢データな
らびにプローブが静止している時にブロック６６の論理
によって発生される姿勢データが用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による穿孔測量装置と共に用いられる
グローブを示す穿孔の断面を含め本発明を具現した装置
を示す図、第１ａ図は、プローブ要素の斜視図、そして
第２図は穿孔内のプローブの位置を計算するための論理
装置を図解する論理ダイアダラムである０ ／Ｊ・・・穿孔、ｉａ、ｉｔ・・・穿孔ケーシング、１
ｇ・°・プローブ、コＯ・・・ケーブルリール、−一・
・・ケーブル、コ弘・・・プーリ、コロ・・・信号プロ
セッサ、Ｊ　ｇ−°゛信号伝送線、３コ、３グ、３６・
・・加速度計、３ｇ・・・座標系、ａＯ・・・レーザジ
ャイロ組立体、ｔ、２・・・ｙ軸ジャイロ、＋＋・・・
２軸ジヤイロ、弘６・・・マイクロコンピュータ、ｔｒ
ｔｇ・・・メモリ、ｇ弘−・・遅延回路。 −関

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／）穿孔内に挿入される穿孔グローブと、該穿孔内にお
   ける前記プローブの運動を制御するための制御手段と、
   前記制御手段および前記グローブに動作接続されて前記
   穿孔内における前記グローブの運動を表わす信号を発生
   するための手段と、前記プローブ内に固定されて３つの
   軸に対する前記グローブの加速度の成分を表わす３つの
   加速度信号を発生ずる加速度手段と、前記グローブ内に
   固定されて２つの回転軸線に対する前記プローブの角回
   転を表わす一つの回転信号を発生するための第１の角度
   手段と、前記加速度信号および前記運動信号に応答して
   、前記プローブが運動中である時に、前記一つの回転軸
   とは異なる第３の回転軸を中心とする前記グローブの角
   回転を表わす第１の合成角回転信号を発生するだめの手
   段と、前記角回転信号および前記運動信号に応答して、
   前記プローブが運動していない時に前記第３の回転軸を
   中心とする前記グローブの角回転を表わす第一の角回転
   信号を発生するための手段ど、前記回転信号および前記
   合成回転信号に応答してプローブ糸導座標系におけるグ
   ローブの運動を表わす信号を地球基準座標系に変換する
   だめの変換手段と、該変換手段およ、び前記加速度手段
   に動作接続されて前記加速度信号を前記プローブの速度
   を表わす第１の速度信号集合オｄよび前記地球基準座標
   系におけるｎｊＪ記グログローブ置を表わす第１の位置
   信号集合に変換する第１の割算手段とを含む穿孔測量装
   置。 コ）変換手段に動作接続されて運動信号を、グローブの
   速度を表わす第一の速度化“号集合および地球基準座標
   系におけるプローブの位置を表わす第一の位置信号集合
   に変換するための第一の計算手段を有する特許請求の範
   囲第１頂記載の穿孔測量装置。 ３）第１の速度信号集合を第２の速度信号集合と比較し
   て誤差信号を発生するための手段を備えている特許請求
   の範囲第２項記載の穿孔測量装置。 弘）変換手段ならびに第１および第２の計算手段に動作
   接続されて速度信号を補正するためのカルマン（Ｋａｌ
   ｍａｎ　）フィルタ手段を備エテいる特許請求の範囲第
   ３項記載の穿孔測量装置。 Ｓ）グローブがカルマンフィルタ手段のためのカルマン
   利得係数を記憶するためのメモリ手段を備えている特許
   請求の範囲第を項記載の穿孔測量装置。 ６）プローブがカルマンフィルタ手段のためのカルマン
   利得係数を計算する手段を備えている特許請求の範囲第
   ｖ項記載の穿孔測量装置。 ７）第一の合成角度回転信号手段が地球の角回転を表わ
   す信号源を備えている特許請求の範囲第１項記載の穿孔
   測量装置。 ｇ）変換手段が地球の角回転を表わす信号源を備えてい
   る特許請求の範囲第１項記載の穿孔測量装置。