JPS63269083A - Electromagnetic type underground inspection - Google Patents

Electromagnetic type underground inspection

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JPS63269083A
JPS63269083A JP62101749A JP10174987A JPS63269083A JP S63269083 A JPS63269083 A JP S63269083A JP 62101749 A JP62101749 A JP 62101749A JP 10174987 A JP10174987 A JP 10174987A JP S63269083 A JPS63269083 A JP S63269083A
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JP
Japan
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fluctuating
sections
impedance
magnetic field
spatial filter
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Application number
JP62101749A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Oshima
大島 宏行
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MAAKURANDO KK
Original Assignee
MAAKURANDO KK
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Publication date
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Publication of JPS63269083A publication Critical patent/JPS63269083A/en
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Abstract

PURPOSE:To simplify measuring work, by a method wherein a survey side track is divided into a plurality of sections to calculate a section impedance between sections and a spatial filter computation is performed from the resulting number of waves to determine an apparent specific resistance or a true specific resistance from the results. CONSTITUTION:A survey side track S is divided into a plurality of sections S1-Sn to measure position data between the sections. Fluctuating potential differences DELTAVi between the sections are measured simultaneously with remote site stations 31-3m for measuring potential differences as for multiple sections. Magnetic field sensors 4x and 4y are arranged near the line S to measure horizontal two components of fluctuating magnetic field. Then, fluctuating electric fields between sections are determined from the potential differences DELTAVi. A spatial impedance is calculated from these fluctuating magnetic fields and fluctuating electric fields and a spatial filter operator is determined from a wave number thus obtained to perform a spatial filter computation. Then, from the results, an apparent specific resistance or a true specific resistance is determined. This inspection method permits measurement only limited to one direction of electric field and two directions of magnetic field thereby simplifying measuring work.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、/%電磁波利用して地下の電気的構造を探査
する電磁式地下探査方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to an electromagnetic underground exploration method for exploring underground electrical structures using /% electromagnetic waves.

「従来の技術」 電磁式地下探査方法の基本原理は1953年にキャニャ
ール(Cagiard)によって提案された(例えば米
国特許第2.667.801号参照)。彼は、地下構造
が深度方向にだけ変化し、横方向には一様であって変化
しないという、いわゆる−次元構造の仮定のちとに、見
掛比抵抗ρ、を次のような筒車な式で表現した。
BACKGROUND OF THE INVENTION The basic principles of electromagnetic underground exploration methods were proposed by Cagiard in 1953 (see, eg, US Pat. No. 2,667,801). After assuming the so-called -dimensional structure, in which the underground structure changes only in the depth direction and is uniform and unchanged in the lateral direction, he calculated the apparent resistivity ρ by the following hour wheel. Expressed by the formula.

ρ、= (1/ωμ)・(E / H) ”・・・・・
・(1)ただし、ωは角周波数、μは透磁率、巳は変動
電場、HはEと直角方向の水平変動磁場である。
ρ, = (1/ωμ)・(E/H)”...
・(1) However, ω is the angular frequency, μ is the magnetic permeability, S is the fluctuating electric field, and H is the horizontally fluctuating magnetic field in the direction perpendicular to E.

ここで、(E/H)は波動インピーダンスまたは単にイ
ンピーダンスと呼ばれ、周波数の関数である。
Here, (E/H) is called wave impedance or simply impedance and is a function of frequency.

電磁波の地下への浸入の深さは、その電磁波の周波数に
依存し、周波数が高いとρ、は地下浅部の影響を示し、
周波数が低くなるほど地下深部までの影♂を示す。従っ
て、各種の周波数でのインピーダンスを測定することに
より、地下深部までの見掛比抵抗ρ、が得られる。すな
わち、地下の電気的構造が深度方向にだけ変化する一次
元構造の場合、任意の一点で、変動電場Eとこれに直角
方向の水平変動磁場Hとを同時に測定することにより、
地下の電気的構造を知ることができる。
The depth of penetration of electromagnetic waves into the underground depends on the frequency of the electromagnetic waves, and when the frequency is high, ρ indicates the influence of shallow underground areas,
The lower the frequency, the deeper the underground shadow is shown. Therefore, by measuring impedance at various frequencies, the apparent resistivity ρ deep underground can be obtained. In other words, if the underground electrical structure is a one-dimensional structure that changes only in the depth direction, by simultaneously measuring the fluctuating electric field E and the horizontally fluctuating magnetic field H perpendicular to it at any one point,
You can learn about the underground electrical structure.

しかし、地下構造が深度の変化とともに一つの水平方向
にも変化している、いわゆる二次元構造の場合には、波
動インピーダンスはテンソル量となる。
However, in the case of a so-called two-dimensional structure in which the underground structure changes in one horizontal direction as the depth changes, the wave impedance becomes a tensor quantity.

このインピーダンステンフルに関する研究は種々なされ
、基本的には、ある地点で変動電場2成分EX。
A variety of studies have been conducted regarding this impedance strength, and basically the two components of a fluctuating electric field EX at a certain point.

E、と変動磁場3成分HX、H,,H,との合計5成分
の信号を同時に測定する。Z XX + Z xy l
 Z FX +Z yyをインピーダンステンソルとす
ると、次の式が成立する。
A total of 5 component signals, ie, E, and the three varying magnetic field components HX, H, ,H, are measured simultaneously. Z XX + Z xy l
When Z FX +Z yy is an impedance tensor, the following equation holds true.

ただし、A、 Bは磁場変換関数(ティツバ−)。However, A and B are magnetic field conversion functions (Tituber).

ここで、X軸を二次元構造の走向方向と一致するように
選ぶと、Z□はその走向方向の波動インピーダンスとな
り、これは−次元モデルで得られる波動インピーダンス
に対応し、これからその地点の真下の地下の見掛比抵抗
が求められる。Z ITXは、走向方向と直角方向の波
動インピーダンス・であり、この関数はZoとは異なっ
た性質をもち、A、Bとともに電気的地下構造を解釈す
る際に利用される(特に断層の存在の有無など)。
Here, if the X-axis is chosen to match the strike direction of the two-dimensional structure, Z□ becomes the wave impedance in the strike direction, which corresponds to the wave impedance obtained with the -dimensional model, and from now on, The apparent resistivity of the underground is determined. Z ITX is the wave impedance in the direction perpendicular to the strike direction, and this function has different properties from Zo, and is used along with A and B when interpreting electrical underground structures (especially when considering the presence of faults). (presence or absence, etc.)

従来は、このような二次元構造の仮定のもとに、変動電
場2成分と変動磁場3成分の合計5成分を観測して電気
的地下構造を推定するMT法(MAGNETO−置LU
RIC−METHOD )が一般に広〈実施されている
Conventionally, based on the assumption of such a two-dimensional structure, the MT method (MAGNETO-based LU
RIC-METHOD) is generally widely practiced.

例えば、特開昭60−133387号参照。For example, see JP-A-60-133387.

「発明が解決しようとする問題点」 この従来の方法によれば、調査地域の地下構造が一次元
または二次元構造のときは効果はある。しかし、実際の
地下構造は複雑であり、特に日本のように地殻活動が活
発な火山列島においては、−次元または二次元構造は稀
であり、大部分は3次元構造(電気的地下構造が深度方
向ばかりでなく、2つの水平方向にもそれぞれ変化して
いる構造)になっている。このような三次元構造に対し
ては、二次元構造を仮定して得られる走向方向のインピ
ーダンスZ1と、それと直角方向のインピーダンスZv
IIとから真の地下構造を正しく知ることは不可能であ
る。
"Problems to be Solved by the Invention" This conventional method is effective when the underground structure in the survey area is one-dimensional or two-dimensional. However, actual underground structures are complex, especially in volcanic archipelagoes with active crustal activity like Japan, where -dimensional or two-dimensional structures are rare, and most are three-dimensional structures (electrical underground structures are It has a structure that changes not only in the direction but also in two horizontal directions. For such a three-dimensional structure, the impedance Z1 in the strike direction obtained assuming a two-dimensional structure and the impedance Zv in the direction perpendicular to it are
It is impossible to accurately know the true underground structure from II.

従来のMT法でこれを補償するには、電場2成分と磁場
3成分の計5成分を、調査測線に沿って十分量にしかも
極力多数の点で観測しく通常はlkm位の間隔であるが
、これを例えば200mの間隔とする)、各点で二次元
解析を行い、その結果を例えば第7図に示すように測線
方向に並べ、相互に似たような性質で相関させながら、
その測線の電気的地下構造の解釈を、人の判断によりで
きるだけ綿密に行うことである。
In order to compensate for this with the conventional MT method, a total of five components, two electric field components and three magnetic field components, must be observed along the survey line in sufficient quantities and at as many points as possible, usually at intervals of about 1 km. , for example, at intervals of 200 m), perform two-dimensional analysis at each point, arrange the results in the direction of the survey line as shown in Figure 7, and correlate them with similar properties.
The purpose is to interpret the electrical underground structure of the survey line as closely as possible using human judgment.

しかし、この方法では次のような問題がある。However, this method has the following problems.

■ 一つの測点での5成分観測には、通常10時間程度
の測定時間を要するので、これを多数実施することは時
間と費用が増大し、経済的見地から実用的でない。
■ Observation of five components at one measurement point usually requires about 10 hours of measurement time, so carrying out multiple measurements increases time and cost and is not practical from an economic standpoint.

■ 人による相関、解釈には個人差があり、結果が人に
よって異なったものとなり、客観的信頼性が弱く、また
地下構造が三次元の場合は鋭意努力をしても信頼性の低
い結果しか得られない。
■ There are individual differences in correlations and interpretations, and the results will vary from person to person, and objective reliability is weak.Also, if the underground structure is three-dimensional, even if you make great efforts, you will only get results with low reliability. I can't get it.

■ 特に浅い部分(高周波数の部分)に三次元的異常が
あると(通常、地下構造は浅いところほど風。
■ If there is a three-dimensional anomaly in a particularly shallow part (high frequency part) (normally, the shallower the underground structure is, the more the wind is flowing).

化作用、造出作用による変化を受゛けやすく、複雑な構
造になるのが一般的)、これが深部(低周波数の部分)
の信号を歪ませ、深部構造の正しい解析を阻訴する結果
となる(いわゆる、浅部異常構造による深部構造へのマ
スキング現象)。
The deep part (low frequency part)
This results in distorting the signal and impeding correct analysis of the deep structure (the so-called masking phenomenon of the deep structure by the shallow abnormal structure).

本発明の目的は、上記■、■、■の問題点を解消するこ
とにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems (1), (2), and (3).

「問題点を解決するための手段」 本発明の方法では、調査測線を複数の区間に分割し、各
区間についてその両端の調査点の変動電位差と調査測線
付近の水平2成分の変動磁場とを同時に測定する。そし
て、各調査点の位置データとその変動電位差データとか
ら各区間の変動電場を求めた後、その変動電場と変動磁
場とから区間インピーダンスを算出し、その波数から空
間フィルタオペレータを求めて空間フィルタ演算をし、
その結果から見掛比抵抗または真の比抵抗を求める。そ
して、必要に応じ、見掛比抵抗または真の比抵抗に基づ
いて上記調査測線に沿った断面図をプロットする。
"Means for Solving the Problems" In the method of the present invention, a survey line is divided into a plurality of sections, and for each section, the fluctuating potential difference between the survey points at both ends and the horizontal two-component fluctuating magnetic field near the survey line are calculated. Measure at the same time. Then, after determining the fluctuating electric field of each section from the position data of each survey point and its fluctuating potential difference data, the section impedance is calculated from the fluctuating electric field and fluctuating magnetic field, and the spatial filter operator is found from the wave number to filter the spatial filter. do calculations,
From the results, determine the apparent resistivity or true resistivity. Then, if necessary, a cross-sectional view along the survey line is plotted based on the apparent resistivity or true resistivity.

「作  用」 本発明では、測定は電場1方向と磁場2方向の計3成分
である。位置データから得られた各区間の距離をΔ1.
N=1.2.3−.n)、(頃斜角をQi  (区間方
向と水平面のなす角度)、各区間の変動電位差をΔ■1
とすると、各区間での変動電場E、は次式で求められる
"Function" In the present invention, a total of three components are measured: an electric field in one direction and a magnetic field in two directions. The distance of each section obtained from the position data is Δ1.
N=1.2.3-. n), (the oblique angle is Qi (the angle between the section direction and the horizontal plane), and the fluctuating potential difference in each section is Δ■1
Then, the fluctuating electric field E in each section can be found by the following equation.

E8=(ΔVi) /(Δj! r ・cos Q +
) −=13)また、同時に測定した水平2成分の変動
磁場を、H,、H,とすると、各区間でのインピーダン
ス(区間インピーダンス)Z、、、Ziyは次式で求め
られる。
E8=(ΔVi) /(Δj! r ・cos Q +
) -=13) Furthermore, if the simultaneously measured horizontal two-component fluctuating magnetic field is H,,H, then the impedance in each section (section impedance) Z,...Ziy can be obtained by the following equation.

El =Z□HX+Z、、H,・・・・・・(4)この
式で求められた区間インピーダンスに対し、それぞれ次
ぎのように水平方向(距離軸)に対し一次元のフーリエ
変換をして波数特性を得る、つまり波数変換(K変換)
を施す。
El = Z □ H Obtain wave number characteristics, that is, wave number conversion (K conversion)
administer.

ただし、K、Iは水平方向のインピーダンスZ ixの
波数、K、はZ iyの波数である。
However, K and I are the wave numbers of the horizontal impedance Z ix, and K is the wave number of Z iy.

このに変換により得られた周波数−波数領域におけるイ
ンピーダンス表現においては、三次元的影響による成分
は、高周波数における高波数の分布が同一波数付近にお
いて低周波数領域にまで波及する性質がある。
In the impedance expression in the frequency-wavenumber domain obtained by this conversion, components due to three-dimensional effects have the property that the distribution of high wavenumbers at high frequencies extends to the low frequency domain around the same wavenumber.

そこで、これを防止するため、各種の基本型の伝達関数
W(f、K)を使用して最適なフィルタW、を周波数−
波数領域にて設定する。このフィルタW。
Therefore, in order to prevent this, various basic types of transfer functions W (f, K) are used to create an optimal filter W,
Set in wave number domain. This filter W.

をフーリエ逆変換することによって最適なフィルタオペ
レータF1が与えられ、その式を示すと例えば次のよう
になる。
The optimal filter operator F1 is given by inverse Fourier transform of F1, and its formula is, for example, as follows.

ただし、Cは係数、jは虚数単位である。However, C is a coefficient and j is an imaginary unit.

このようにして得られたF、は、周波数が低くなるほど
(深部になるほど)より強いローパスフィルタの特性を
もつのが普通である。
F obtained in this manner usually has stronger low-pass filter characteristics as the frequency becomes lower (deeper).

この空間フィルタオペレータF、を使用して空間フィル
タ演算をする。例えば、空間フィルタの実効方位角φを
次式で求める。
A spatial filter operation is performed using this spatial filter operator F. For example, the effective azimuth angle φ of the spatial filter is determined by the following equation.

ΣFls1nθ。ΣFls1nθ.

φ−tan”’  ΣFICO5θ、  ・・・・・・
(8)ただし、θ8は区間方位とX軸のなす角度である
φ−tan"' ΣFICO5θ, ・・・・・・
(8) However, θ8 is the angle between the section direction and the X axis.

次に、上記のようにして求めた区間インピーダンスZi
y+ZiVに空間フィルタオペレータF、を次式により
作用させる。測線に沿った距離2の位置におけるこの値
を2..2.とする。
Next, the section impedance Zi obtained as above
A spatial filter operator F is applied to y+ZiV according to the following equation. This value at a distance of 2 along the survey line is 2. .. 2. shall be.

ZオニにΣF、Z、、   ・・・・・・(9)Z、=
にΣFtZi、   ・・・・・・0ωここで、Kは2
..2.を基準化するため!点での係数であり、F8.
φ及び区間の長さから得られる。
ΣF, Z, ......(9) Z, =
ΣFtZi, ...0ωHere, K is 2
.. .. 2. To standardize! It is the coefficient at F8.
It is obtained from φ and the length of the section.

次いで、点2における実効方位に対するインピーダンス
2..2.を次式で求める。
Then the impedance 2. for the effective orientation at point 2. .. 2. is calculated using the following formula.

Z 、 = −Z 、sinφ+Z 、cosφ −−
−−・−00Zt−Z、1cosφ+Z 、sinφ 
−・−・−cmここで、Zlは、点2での測線と接線方
向の電場と、これに直角方向の磁場とから得られるイン
ピーダンスに相当し、前記(2)式におけるZoに対応
する。
Z, = −Z, sinφ+Z, cosφ −−
--・-00Zt-Z, 1cosφ+Z, sinφ
-····−cm Here, Zl corresponds to the impedance obtained from the electric field in the tangential direction to the measuring line at point 2 and the magnetic field in the direction perpendicular to this, and corresponds to Zo in the above equation (2).

Z2は接線と平行な磁場を使って得られるインピーダン
スである。
Z2 is the impedance obtained using a magnetic field parallel to the tangent.

上記のような(4)からθりまでの演算を測線に沿った
全区間につきしかもそれを取り扱い周波数の全てについ
て行う。次にその求めたインピーダンスから見掛比抵抗
または真の比抵抗を従来と同様に演算する。
The calculations from (4) to θ as described above are performed for all sections along the survey line and for all frequencies. Next, the apparent resistivity or true resistivity is calculated from the obtained impedance in the same manner as in the conventional method.

そして、その結果を測線に沿った例えば断面図としてプ
ロットすると、第6図に示すような電気的な地下構造図
が得られる。
When the results are plotted, for example, as a cross-sectional view along the survey line, an electrical underground structure diagram as shown in FIG. 6 is obtained.

「実 施 例」 以下に本発明の実施例を同面を参照して詳細に説明する
"Example" Examples of the present invention will be described in detail below with reference to the same page.

第1図は本発明の方法の実施B様の概念図、第2図は測
定装置全体のブロック図、第4図は作業手順の概要のフ
ローチャートである。
FIG. 1 is a conceptual diagram of implementation B of the method of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the entire measuring device, and FIG. 4 is a flowchart outlining the work procedure.

先ず、調査測線Sに沿って所要の間隔(この間隔は必要
とする分解能によるが、例えば100 m〜200m程
度)で測点を決め、すなわち調査測線Sを複数の区間3
1〜S7に分割し、その各区間の両端の測点の位置デー
タ(座標と標高)を現場に設置したボジショニングデバ
イス1によって測定する。そして、各区間についてその
両端の測点に電極2を配置し、各区間ごとの変動電位差
Δv8を、それぞれの現場に設置した複数の電位差測定
用リモートサイトステーション31〜31により複数の
区間について同時に測定する。今、その測定した区間S
、〜S7の変動電位差■、をそれぞれΔ■1〜Δ■7と
する。
First, survey points are determined along the survey line S at required intervals (this interval depends on the required resolution, but for example, about 100 m to 200 m).
1 to S7, and the position data (coordinates and altitude) of measurement points at both ends of each section are measured by the positioning device 1 installed at the site. Then, electrodes 2 are placed at measurement points at both ends of each section, and the fluctuating potential difference Δv8 for each section is simultaneously measured for multiple sections using a plurality of potential difference measurement remote site stations 31 to 31 installed at each site. do. Now, the measured section S
, ~S7 are assumed to be Δ■1 to Δ■7, respectively.

また、これと同時に調査測線S付近に従来公知の磁場セ
°ンサ4.,4.を配置し、磁場測定用リモートサイト
ステーション5により水平2成分の変動磁場を測定する
。その測定した変動磁場をH,、H。
At the same time, a conventionally known magnetic field sensor 4. ,4. The magnetic field measurement remote site station 5 measures the horizontal two-component fluctuating magnetic field. The measured fluctuating magnetic field is H,,H.

とする。調査測点数が多く一度に測定できない場合は1
.幾つかのグループに分けて同様の測定を行う。
shall be. 1 if there are too many survey points to measure at once.
.. Divide into several groups and perform similar measurements.

各電位差測定用リモートサイトステーシラン3゜〜3.
には、一対のプレアンプ6、一対のポストアンプ及びバ
ンドパスフィルタ7、AGCアンプやA/Dコンバータ
やマルチプレクサやプログラマ等を含む制御回路8、こ
の制御回路8からの信号によってプレアンプ6の出力を
較正する較正器9、及びモデム10が備えられている。
Remote site stationary run for each potential difference measurement 3°~3.
The control circuit 8 includes a pair of preamplifiers 6, a pair of postamplifiers and a bandpass filter 7, an AGC amplifier, an A/D converter, a multiplexer, a programmer, etc., and the output of the preamplifier 6 is calibrated by a signal from the control circuit 8. A calibrator 9 and a modem 10 are provided.

また、磁場測定用リモートサイトステーション5にも、
一対のプレアンプ11、一対のポストアンプ及びバンド
パスフィルタ12、AGCアンプやA/Dコンバータや
マルチプレクサやプログラマ等を含む制御回路13、較
正器14、及びモデム15が備えられている。
Also, in the remote site station 5 for magnetic field measurement,
A pair of preamplifiers 11, a pair of postamplifiers and bandpass filters 12, a control circuit 13 including an AGC amplifier, an A/D converter, a multiplexer, a programmer, etc., a calibrator 14, and a modem 15 are provided.

従って、各電位差測定用リモートサイトステーション3
1〜3.において、各区間ごとの変動電位差Δvゑはデ
ジタル信号に変換されてモデム10から送信される。ま
た、磁場センサ4..4.で検出された水平2成分の変
動磁場H,,H,もデジタル信号に変換され、モデム1
5から送信される。そして、これらのデジタル信号は、
デジタル信号線16により必要に応じ中継点17を介し
て遠隔のベースサイトステーション18へ送信され、該
ベースサイトステーション18のモデム19にてそれぞ
れ受信される。
Therefore, each potentiometric remote site station 3
1-3. , the varying potential difference Δve for each section is converted into a digital signal and transmitted from the modem 10. In addition, magnetic field sensor 4. .. 4. The horizontal two-component fluctuating magnetic field H, , H, detected by the modem 1 is also converted into a digital signal, and
Sent from 5. And these digital signals are
The signal is transmitted via the digital signal line 16 to a remote base site station 18 via a relay point 17 as required, and is received by the modem 19 of the base site station 18, respectively.

その受信されたデータ(区間S、〜S9の変動電位差Δ
■、〜Δ■7及び変動磁場H,,H,)は、CPU20
による管理に従い、ボジショニングデバイスlからの位
置データとともにインターフェースユニット21を介し
、生データとしてデータバッファメモリ22にストアさ
れる。なお、この場合、位置データは磁気テープなどの
記憶媒体を介しまたはキーボード36によりデータバッ
ファメモリ22に入力することもできる。この生データ
はCPU20の制御に従って読み出され、高速演算装置
23によって演算される。
The received data (fluctuating potential difference Δ in sections S, ~S9
■, ~Δ■7 and the fluctuating magnetic field H,,H,) are calculated by the CPU 20
The data is stored as raw data in the data buffer memory 22 via the interface unit 21 together with the position data from the positioning device l. In this case, the position data can also be input into the data buffer memory 22 via a storage medium such as a magnetic tape or by the keyboard 36. This raw data is read out under the control of the CPU 20 and computed by the high speed computing device 23.

この高速演算装置23は一つのマイクロプロセッサで、
CPU20により複数の機能をするように制御されるが
、その機能によって分解すると第3図に示すような回路
により構成されていると見ることができる。すなわち、
機能順序に従って見ると、変動電場演算回路24、区間
インピーダンス演算回路25、K変換演3γ回路26、
空間フィルタオペレータ演算回路27、実効方位角演算
回路28、空間フィルタ演算回路29、実行方位インピ
ーダンス演算回路30、演算終了判定回路31及び比抵
抗演算回路32とで構成される。そこで、次にはこれに
よる演算処理を、上記「作用」の項と説明が一部重複す
るが、手順(第5図のフローチャート参照)に従って詳
述する。
This high-speed arithmetic unit 23 is one microprocessor,
It is controlled by the CPU 20 to perform a plurality of functions, and when broken down by function, it can be seen that it is composed of a circuit as shown in FIG. 3. That is,
Viewed according to the order of functions, there is a variable electric field calculation circuit 24, an interval impedance calculation circuit 25, a K conversion function 3γ circuit 26,
It is composed of a spatial filter operator calculation circuit 27, an effective azimuth calculation circuit 28, a spatial filter calculation circuit 29, an effective azimuth impedance calculation circuit 30, a calculation completion determination circuit 31, and a specific resistance calculation circuit 32. Therefore, the arithmetic processing performed by this will be explained in detail in accordance with the procedure (see the flowchart in FIG. 5), although the explanation partially overlaps with the above-mentioned "effect" section.

■ 変動電場の演算 ボジショニングデバイス1からの位置データ、つまりあ
る区間S、の距離がΔ1.(i=1.2.3・・・・・
・、n)、傾斜角がQi  (区間方向と水平面のなす
角度)、また電位差測定用リモートサイトステーション
3.〜3゜によって得られた区間S、の変動電位差がΔ
■、だとすると、これらよりその区間での変動電場El
を次式で求める。
■ Calculation of fluctuating electric field The position data from the positioning device 1, that is, the distance of a certain section S, is Δ1. (i=1.2.3...
・, n), the inclination angle is Qi (the angle between the section direction and the horizontal plane), and the remote site station for potential difference measurement 3. The fluctuating potential difference in the section S obtained by ~3° is Δ
■, then from these, the fluctuating electric field El in that section
is calculated using the following formula.

E1=(ΔVi) /(Δ1 = ・cosQt) −
・=(3)■ 区間インピーダンスの演算 変動電位差の測定と同時に、磁場測定用リモートサイト
ステーション5で測定した水平2成分の変動磁場を、H
,、H,とすると、区間S+でのインピーダンス(区間
インピーダンス) ZI−、Zt、を次式によって求め
る。
E1 = (ΔVi) / (Δ1 = ・cosQt) −
・=(3)■ Calculation of section impedance At the same time as measuring the fluctuation potential difference, the horizontal two-component fluctuating magnetic field measured by the remote site station 5 for magnetic field measurement is
,,H, then the impedance (section impedance) ZI-, Zt in the section S+ is determined by the following equation.

E、=Z1.H1+ z 1yHy −−−−−−(4
)■ K変換演算 (4)式で求めた区間インピーダンス2.、.2.yに
対し、それぞれ次ぎのように水平方向(距離軸)に対し
一次元のフーリエ変換をして波数特性を得る、つまり波
数変換(K変tA)を施す。
E,=Z1. H1+ z 1yHy --------(4
)■ K conversion calculation Interval impedance obtained by equation (4) 2. ,.. 2. y is subjected to one-dimensional Fourier transform in the horizontal direction (distance axis) as follows to obtain wave number characteristics, that is, wave number transform (K variable tA) is performed.

kニーの ただし、Kつは水平方向のインピーダンスZ i Xの
波数、K、はZ iyの波数である。また、この場合、
ナイキスト周波数に、、は、 k、、=1/(2Δ1) で、実際の演算は、 k、、≧lk、1 にい≧1kyl について行う。
k knee, where K is the wave number of the horizontal impedance Z i X, and K is the wave number of Z iy. Also, in this case,
The Nyquist frequency is k, = 1/(2Δ1), and the actual calculation is performed for k, ≧lk, 1 and ≧1kyl.

■ 空間フィルタオペレータ演算 ■のに変換により得られた周波数−波数領域におけるイ
ンピーダンス表現においては、三次元的影響による成分
は、高周波数における高波数の分布が同一波数付近にお
いて低周波数領域にまで波及する性質がある。
■ In the impedance expression in the frequency-wavenumber domain obtained by the spatial filter operator calculation ■, the component due to three-dimensional effects is that the distribution of high wavenumbers at high frequencies spreads to the low frequency domain around the same wavenumber. It has a nature.

そこで、これを防止するため、各種の基本型の伝達関数
W(f、K)を使用して最適なフィルタW8を周波数−
波数領域にて設定する。このフィルタW。
Therefore, in order to prevent this, various basic types of transfer functions W (f, K) are used to create an optimal filter W8 between the frequency and
Set in wave number domain. This filter W.

をフーリエ逆変換することによって、最適なフィルタオ
ペレータF、を次式によって求める。
By performing inverse Fourier transform on F, the optimal filter operator F is determined by the following equation.

レー ただし、Cは係数、jは虚数単位である。Leh However, C is a coefficient and j is an imaginary unit.

このようにして得られたF、は、周波数が低くなるほど
(深部になるほど)より強いローパスフィルタの特性を
もつのが普通で、それは無次元のコンボリューション演
算子としてインピーダンスに作用されることになる。
F obtained in this way usually has stronger low-pass filter characteristics as the frequency becomes lower (the deeper it goes), and it is affected by the impedance as a dimensionless convolution operator. .

■ 実行方位角演算 この空間フィルタオペレータF、を使用して空間フィル
タの実効方位角φを次式で求める。
■ Execution azimuth angle calculation Using this spatial filter operator F, the effective azimuth angle φ of the spatial filter is determined by the following equation.

Σ Fl srnθ。Σ Fl srnθ.

φ= tan−’  ΣFICO5θ、  ・・・・・
・(8)ただし、θ、は区間方位とX軸のなす角度であ
る。
φ= tan-' ΣFICO5θ, ・・・・・・
・(8) However, θ is the angle between the section direction and the X axis.

■ 空間フィルタ演算の実行 上記■において求めた区間インピーダンス2.、。■ Execution of spatial filter calculation Sectional impedance determined in the above 2. ,.

Z、yに空間フィルタオペレータF、を次式により作用
させる。測線に沿った距離lの位置におけるこのイ直を
2X、2.とする。
A spatial filter operator F is applied to Z and y using the following equation. This angle at a distance l along the survey line is 2X, 2. shall be.

Zx=にΣFiZi、   −−−−−・(9)Zy=
にΣFiZ1y   ・・・・・・00)ここで、Kは
2X、2.を基準化するため2点での係数であり、F、
、φ及び区間の長さから得られる。
Zx= to ΣFiZi, -------・(9) Zy=
ΣFiZ1y...00) Here, K is 2X, 2. It is a coefficient at two points to standardize F,
, φ and the length of the interval.

■ 実行方位インピーダンス演算 次いで、点2における実効方位に対するインピーダンス
2..2.を次式で求める。
■ Execution azimuth impedance calculation Next, impedance 2. for the effective azimuth at point 2. .. 2. is calculated using the following formula.

Z l ””  ZxSInφ+Z 、cosφ ・・
・・−CI+1Z、 =  ZXcosφ+Zy5tn
φ ・・・・・・02)ここで、Zlは、点pでの測線
と接線方向の電場と、これに直角方向の磁場とから得ら
れるインピーダンスに相当し、前記(2)式におけるZ
oに対応する。
Z l ”” ZxSInφ+Z , cosφ ・・
...-CI+1Z, = ZXcosφ+Zy5tn
φ...02) Here, Zl corresponds to the impedance obtained from the electric field in the tangential direction to the measuring line at point p, and the magnetic field in the direction perpendicular to this, and Zl in the above equation (2)
Corresponds to o.

Ztは接線と平行な磁場を使って得られるインピーダン
スである。
Zt is the impedance obtained using a magnetic field parallel to the tangent.

■ 演算終了判定 上記のような■から■までの演算(その演算データはメ
モリ33に記憶される)が調査測線Sに沿った全区間S
、−S、につきしかもそれが取り扱い周波数の全てにつ
いて行われた否か判定する。
■ Calculation completion determination The calculations from ■ to ■ as described above (the calculation data are stored in the memory 33) have been completed for the entire section S along the survey line S.
, -S, and whether it has been done for all of the handled frequencies.

■ 比抵抗値演算 全てのインピーダンス演算が行われたならば、その求め
たインピーダンスから見掛比抵抗または真の比抵抗を従
来と同様に演算し、その結果をメモリ34から随時読み
出して測線に沿った断面図として例えばプロッタ34に
よってプロットすると、第6図に示すように、三次元要
素を加味した現実の地層に対応する電気的な地下構造断
面図が人の解釈を介在することなく自動的に得られる。
■ Specific resistance value calculation Once all impedance calculations have been performed, the apparent resistivity or true resistivity is calculated from the obtained impedance in the same way as before, and the results are read from the memory 34 at any time and used along the measurement line. When plotted using the plotter 34 as a cross-sectional diagram, for example, an electrical underground structure cross-sectional diagram corresponding to the actual strata, including three-dimensional elements, is automatically generated without human interpretation, as shown in Figure 6. can get.

また、見掛比抵抗の周波数に対する断面図も必要に応じ
てプロットされる。
Further, a cross-sectional view of apparent resistivity versus frequency is also plotted as necessary.

従来のMT法では、第7図に示すような測線に沿うイン
ピーダンス曲線図を得た後、これから三次元要素を加味
した断面図を作成するには、これらのインピーダンス曲
線を相関させるという人の高度の解釈が必要であったが
、本発明によると第6図のような断面図が自動的に得ら
れ、しかもそれは三次元による歪みの影響も従来より格
段に少ない。
In the conventional MT method, after obtaining an impedance curve diagram along a survey line as shown in Figure 7, it is difficult for people to correlate these impedance curves in order to create a cross-sectional diagram that takes three-dimensional elements into account. However, according to the present invention, a cross-sectional view as shown in FIG. 6 can be automatically obtained, and the influence of three-dimensional distortion is much smaller than in the past.

メモリ33に記憶された処理データ及びデータバッファ
メモリ22に記憶された生のデータは磁気テープレコー
ダ35によって磁気テープに磁気記録され、必要に応じ
事後の解析に利用される。ベースサイトステーション1
8の操作、管理命令、処理指定、パラメータ指定等はキ
ーボード36からのキー人力によってなされる。
The processed data stored in the memory 33 and the raw data stored in the data buffer memory 22 are magnetically recorded on a magnetic tape by a magnetic tape recorder 35, and are used for subsequent analysis as required. Base site station 1
8 operations, management commands, process designations, parameter designations, etc., are performed manually using keys from the keyboard 36.

上記のようにこの地下探査装置は、リモートサイトステ
ーションl、5とベースサイトステーション18とに分
離しており、しかもリモートサイトステーション1.5
は比較的構造が簡単で小型化できるため、これさえ現場
に持ち込むば良く、自動車等の運搬手段が接近できない
条件の悪い場所でも比較的容易に測定できる。また、リ
モートサイトステーション1.5は、ベースサイトステ
ーション18にデータを送る前に事前に信号処理を行い
、それとで一部につき信号処理を分担しているので、ベ
ースサイトステーション18が数h〜数十km離れてい
ても、S/N比の高い信号を送ることができ、従って精
度の高い断面図が得られる。
As mentioned above, this underground exploration device is separated into remote site stations 1 and 5 and base site station 18, and remote site station 1.5.
Since it has a relatively simple structure and can be miniaturized, it can be carried to the site and measurements can be made relatively easily even in places with poor conditions that cannot be accessed by means of transportation such as automobiles. In addition, the remote site station 1.5 performs signal processing in advance before sending data to the base site station 18, and shares part of the signal processing with the remote site station 1.5, so the base site station 18 Even if the distance is 10 km, a signal with a high S/N ratio can be sent, and a highly accurate cross-sectional view can therefore be obtained.

なお、上記実施例では、データの収録、演算処理を1台
のベースサイトステーション18で行ったが、測定現場
における作業能率の向上のため、それを2以上に分割す
ることもできる0例えば、調査測線に沿った複数の変動
電場とその付近の水平2成分の変動磁場の同時測定の際
、変動電場と変動磁場とに分け、別々の装置に収録すれ
ば、両者間に障害物があったり距離が離れていても、ケ
ーブルで結ぶ必要なく測定できる。ただし、この場合は
、各々の装置に時計を備えて同期をとる必要がある。
In the above embodiment, data recording and calculation processing were performed by one base site station 18, but in order to improve work efficiency at the measurement site, it may be divided into two or more stations. When simultaneously measuring multiple fluctuating electric fields along a survey line and horizontal two-component fluctuating magnetic fields in the vicinity, if the fluctuating electric fields and fluctuating magnetic fields are separated and recorded in separate devices, it is possible to detect obstacles or distances between the two. Measurements can be made even if the devices are far apart, without the need to connect them with cables. However, in this case, each device needs to be equipped with a clock and synchronized.

また、収録装置と演算装置とを分離して収録と演算を各
々独立して行うようにしても良い。通常、変動磁場の測
定に当たってはエネルギー源として自然に存在する電磁
波を利用しているので、その測定は人工的電磁波等によ
る雑音を低減するため一般に夜間にすることが多いが、
収録装置と演算装置とを分離すれば、その昼夜の使い分
けができる。この場合、測定データは磁気テープ等の記
録媒体に収録してその持ち運びが可能なようにしておく
Alternatively, the recording device and the calculation device may be separated to perform recording and calculation independently. Normally, naturally occurring electromagnetic waves are used as an energy source when measuring fluctuating magnetic fields, so measurements are generally carried out at night to reduce noise caused by artificial electromagnetic waves.
By separating the recording device and the computing device, they can be used during day and night. In this case, the measurement data is recorded on a recording medium such as a magnetic tape so that it can be carried.

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上
述したようなものに限定されるものではなく、その基本
的技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形、機能の追加
等は可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to those described above, and various modifications and additions of functions can be made without departing from the basic technical idea. .

「発明の効果」 以上詳述した通り本発明の方法によれば次のような効果
がある。
"Effects of the Invention" As detailed above, the method of the present invention has the following effects.

1、従来は電場3方向と磁場2方向の計5成分の測定が
必要であったが、本発明によれば電場1方向と磁場2方
向の計3成分の測定で良く、測定作業が簡単になる。
1. Conventionally, it was necessary to measure a total of 5 components: 3 directions of electric field and 2 directions of magnetic field, but according to the present invention, it is only necessary to measure 3 components of 1 direction of electric field and 2 directions of magnetic field, simplifying the measurement work. Become.

2、従来はインピーダンスを二次元演算で求めていたが
、本発明は、波数変換により空間フィルタオペレータを
設定して空間フィルタ演算を行う三次元に対処する演算
によるため、浅部の三次元的影響を除去でき、S/N比
の高いデータが得られる。
2. Conventionally, impedance was determined by two-dimensional calculations, but the present invention uses calculations that deal with three dimensions by setting a spatial filter operator using wave number conversion and performing spatial filter calculations. can be removed, and data with a high S/N ratio can be obtained.

3、従来において測線に沿った断面図を作成するに当た
っては、人の解釈が必要で、個人差があり客観性に欠け
ていたが、本発明によれば測線に沿った断面図が自動的
にプロントされるので、客観性のある精度の高い断面図
が得られる。
3. Conventionally, creating a cross-sectional view along a survey line required human interpretation and lacked objectivity due to individual differences, but according to the present invention, a cross-sectional view along a survey line can be automatically created. Since the cross-sectional view is displayed in front of the screen, an objective and highly accurate cross-sectional view can be obtained.

4、従来は、三次元構造の地域で断面図を作成するには
、膨大な費用を要し、また三次元による歪みを除去でき
なかったが、本発明によれば、比較的安価に実現でき、
また三次元による歪みを除去できる。
4. Conventionally, creating a cross-sectional view in a region with a three-dimensional structure required a huge amount of cost and it was not possible to remove three-dimensional distortions, but according to the present invention, this can be achieved at a relatively low cost. ,
Additionally, three-dimensional distortion can be removed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の詳細な説明する概念図、第2図はその
実施に使用する装置のブロック図、第3図は高速演算装
置をその機能について分解したブロック図、第4図は作
業手順の概要のフローチャート、第5図は上記高速演算
装置の演算手順のフローチャート、第6図は本発明によ
って得られた電気的地下構造断面図の一例である。第7
図は従来のMT法によって得られたインピーダンス曲線
図である。 S・・・・・・調査測線、S、−S、・・・・・・区間
、2・・・・・・電橋、4..4y・・・・・・磁場セ
ンサ、24・・・・・・変動電場演算回路、25・・・
・・・区間インピーダンス演算回路、26・・・・・・
K変換演算回路、27・・・・・・空間フィルタオペレ
ータ演算回路、28・・・・・・実効方位角演算回路、
29・・・・・・空間フィルタ演算回路、30・・・・
・・実効方位インピーダンス演算回路、31・・・・・
・演算終了判定回路、32・・・・・・比抵抗値演算回
路。 第5図
Fig. 1 is a conceptual diagram explaining the present invention in detail, Fig. 2 is a block diagram of a device used to implement the invention, Fig. 3 is a block diagram of a high-speed arithmetic unit broken down into its functions, and Fig. 4 is a work procedure. FIG. 5 is a flowchart of the calculation procedure of the high-speed calculation device, and FIG. 6 is an example of a sectional view of an electrical underground structure obtained by the present invention. 7th
The figure is an impedance curve diagram obtained by the conventional MT method. S... Survey survey line, S, -S,... Section, 2... Electric bridge, 4. .. 4y... Magnetic field sensor, 24... Fluctuation electric field calculation circuit, 25...
...Sectional impedance calculation circuit, 26...
K conversion calculation circuit, 27... Spatial filter operator calculation circuit, 28... Effective azimuth calculation circuit,
29... Spatial filter calculation circuit, 30...
・・Effective azimuth impedance calculation circuit, 31・・・・
- Calculation completion determination circuit, 32... Specific resistance value calculation circuit. Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、調査測線を複数の区間に分割し、各区間についてそ
の両端の調査点の変動電位差と調査測線付近の水平2成
分の変動磁場とを同時に測定し、各調査点の位置データ
とその変動電位差データとから各区間の変動電場を求め
た後、その変動電場と変動磁場とから区間インピーダン
スを算出し、その波数から空間フィルタオペレータを求
めて空間フィルタ演算をし、その結果から見掛比抵抗ま
たは真の比抵抗を求めることを特徴とする電磁式地下探
査方法。 2、前記見掛比抵抗または真の比抵抗に基づいて前記調
査測線に沿った断面図をプロットすることを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載の電磁式地下探査方法。
[Claims] 1. Divide the survey line into a plurality of sections, simultaneously measure the fluctuating potential difference between the survey points at both ends of each section and the horizontal two-component fluctuating magnetic field near the survey line, and After determining the fluctuating electric field of each section from the position data and its fluctuating potential difference data, calculate the interval impedance from the fluctuating electric field and fluctuating magnetic field, find the spatial filter operator from the wave number, perform spatial filter calculation, and calculate the result. An electromagnetic underground exploration method characterized by determining apparent resistivity or true resistivity from . 2. The electromagnetic underground exploration method according to claim 1, wherein a cross-sectional view along the survey line is plotted based on the apparent resistivity or the true resistivity.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03105279A (en) * 1989-09-19 1991-05-02 Central Res Inst Of Electric Power Ind Receiving device for csamt method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62257083A (en) * 1986-04-25 1987-11-09 ボ−ド・オブ・リ−ジエンツ,ザ・ユニバ−シテイ−・オブ・テキサス・システム Electromagnetic physical investigation method

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