JPH07270534A - 海底地層探査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は海底の地層状態を精度よく観
測できる方法を得るにある。 【構成】 同一音源から発射された超音波をマルチチャ
ンネル受信器によって受信するマルチチャンネル反射法
による海底地層探査方法において、上記音源とマルチチ
ャンネル受信器の位置を人工衛星からのＧＰＳ位置信号
を受信することによって演算する海底地層探査方法。上
記音源と上記マルチチャンネル受信器は移動自在であ
り、同一点から反射する経路の異なる反射波を取り出し
互いに重合することによって雑音を除去せしめると共
に、地層を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は海底地層探査方法、とく
にマルチチャンネル反射法による海底地層探査方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のマルチチャンネル反射法に
よる海底地層探査における問題点である多重反射の説明
図であって、１は観測船、２は海面、３は上記観測船１
によって曳航される超音波発信器等の音源、４，５は夫
々海底の地層、６は音源３からの超音波、７は反射波、
８は同じく上記観測船１によって曳航され、上記反射波
７を受信する多数の受信素子が一定の間隔で配列されて
成るマルチチャンネル受信器を示す。

【０００３】このような海底地層探査方法においては、
音源３とマルチチャンネル受信器８の時々刻々の正確な
位置情報が必要であり、従来は、電波測距儀等を使用し
観測船１の位置を測定していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来の海
底地層探査方法においては観測船１のだいたいの位置を
出すのにとどまっており、音源３とマルチチャンネル受
信器８の時々刻々の位置の正確な情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を
求めることは極めて困難で正確な地層状態の把握ができ
なかった。

【０００５】また、従来の方法では音源３から発射され
る超音波６は図５に示すようにある指向角を持ってい
る。超音波の周波数を高くすれば上記指向角がシャープ
となり分解能が向上し好ましいが、探査できる海底は浅
いものに限られ、また、周波数を低くすれば探査できる
海底を深くすることができる反面、指向角が広くなり、
分解能が粗くなるという欠点がある。

【０００６】更に、上記従来の方法では、図４に示すよ
うに反射波７の多重反射等による雑音が含まれているた
めその除去が必要となるが、この除去は極めて困難であ
った。

【０００７】本発明は上記の欠点を除くようにしたもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の海底地層探査方
法は、曳航される音源及びマルチチャンネル受信器の座
標位置を人工衛星からのＧＰＳ位置信号によって演算す
る工程と、上記音源から海底に向かって超音波を発信
し、上記マルチチャンネル受信器によって受信する工程
とより成ることを特徴とする。

【０００９】本発明の海底地層探査方法では、上記マル
チチャンネル受信器が受信したデータ及びそのときの上
記音源とマルチチャンネル受信器との座標位置を記憶す
る工程と、上記音源と上記マルチチャンネル受信器を移
動したとき同一点から反射される異なる経路の上記デー
タを重合せしめる工程とを更に有せしめることができ
る。

【００１０】

【実施例】以下図面によって本発明の実施例を説明す
る。

【００１１】本発明の第１の実施例においては図１に示
すように、４個の人工衛星（ＧＰＳ）９ａ〜９ｄからの
ＧＰＳ位置信号と、このＧＰＳ位置信号を補正するＧＰ
Ｓ補正信号を発信するため陸上に設けた固定局１０及び
音源３とマルチチャンネル受信器８の上部に共通に設け
たＧＰＳ移動局１１とを用い、上記ＧＰＳ移動局１１に
よって上記４個の人工衛星９ａ〜９ｄからのＧＰＳ位置
信号及び固定局１０からのＧＰＳ補正信号を受信せし
め、音源３とマルチチャンネル受信器８の座標位置を夫
々演算せしめる。

【００１２】なお、マルチチャンネル受信器８のＧＰＳ
移動局１１より遠い部分の位置は、観測船１が基本的に
真っ直ぐ進むため航跡や方位、各センサーの位置により
演算できるが、もっと精度を向上させる場合には方位計
や傾斜計を用いる。

【００１３】本発明の上記第１の実施例によれば、人工
衛星からのＧＰＳ位置信号と固定局からのＧＰＳ補正信
号を用いて音源３及びマルチチャンネル受信器８の座標
位置を知るようにしたので、従来方法に比べその位置精
度を大幅に改善することが可能となる。

【００１４】なお、固定局１０からのＧＰＳ補正信号
は、人工衛星の軌道誤差や電離層による誤差等を補正す
るために必要なものである。

【００１５】本発明の第２の実施例においては上記マル
チチャンネル受信器８を構成する各受信器が受信した反
射波を記憶し、共通反射点からの反射波を重合できるよ
うにする。

【００１６】図２はこの重合結果を示し、第１の経路で
反射した反射波７をトレース１，第２の経路のそれをト
レース２とする。各トレース１，２に含まれる雑音はそ
の周波数と振幅が常に変動していることから図２のａ，
ｂに示されるようになり、一方地層４の共通反射点から
の反射はＡ，Ｂと略同一周波数及び振幅となる。従っ
て、その重合結果は図２のトレース重合で示すようにな
り、雑音が除去または低減され、代わりに求めたい反射
波Ａ，Ｂが重合され強調された形となる。

【００１７】従来は、各超音波の発射位置を正確に測定
できなかったが、ＧＰＳを利用することにより正確に音
源３及びマルチチャンネル受信器８の位置（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）が測定できるため上記のような重合処理が可能とな
る。

【００１８】本発明の第３の実施例においては以下のよ
うにして反射波７から地層を正確に求める。

【００１９】図３は、観測船１が移動して音源３がＡ点
からＢ点に移動する間に共通反射点Ｐから反射される反
射波の説明図であって、図３から明らかなように音源３
から発信され、マルチチャンネル受信器８で受信される
迄の距離の１／２の部分に共通反射点Ｐが存在し、この
関係は観測船１が移動してもその指向角の範囲内では変
らない。即ち、音源３が第１の位置では共通反射点Ｐか
らの反射波を第１の受信素子が受信し、次いで音源３を
受信素子相互間の距離に相当するだけ移動せしめた場合
には、マルチチャンネル受信器８も同じく移動されるた
め入射角に等しい反射角で反射された反射波は受信素子
の第３の受信素子で受信されるようになる。

【００２０】従って、第１、第３、第５・・・の受信素
子によって受信した反射波は何れも共通反射点Ｐの情報
を示すことになり、これらを重合することによって上記
共通反射点の地層を正確に求めることができる。

【００２１】従って本発明の第３の実施例においては、
音源３とマルチチャンネル受信器８の座標位置を上述し
たように上記ＧＰＳ位置信号により管理しながら、各発
信及び受信データを記憶し、上記Ｐ点位置に関連する各
データを重合せしめる。

【００２２】なお、原理を簡単にするため海底面での反
射のみで説明しているが、実際には地中の測定も行なう
ことができる。

【００２３】上記のように本発明のこの第３の実施例に
よれば、海底地層の全方向のデータを取得することがで
き鮮明に地層が判別できることになる。

【００２４】なお、上記重合は本発明の第１の実施例に
よる方法によって音源３及びマルチチャンネル受信器８
の座標位置を極めて精度良く管理できるようになったた
め実現できたものである。

【００２５】

【発明の効果】上記のように本発明の海底地層探査方法
によれば、深度の大小にかかわらず海底の地層状態を極
めて精度良く観測できるようになる大きな利益がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の海底地層探査方法の第１の実施例説明
図である。

【図２】本発明の海底地層探査方法の第２の実施例の反
射波の説明図である。

【図３】本発明の海底地層探査方法の第３の実施例説明
図である。

【図４】従来の海底地層探査方法の問題点である多重反
射の説明図である。

【図５】従来の海底地層探査方法の説明図である。

【符号の説明】

１ 観測船 ２ 海面 ３ 音源 ４ 地層 ５ 地層 ６ 超音波 ７ 反射波 ８ マルチチャンネル受信器 ９ａ 人工衛星 ９ｂ 人工衛星 ９ｃ 人工衛星 ９ｄ 人工衛星 １０ 固定局 １１ ＧＰＳ移動局

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曳航される音源及びマルチチャンネル受
   信器の座標位置を人工衛星からのＧＰＳ位置信号によっ
   て演算する工程と、 上記音源から海底に向かって超音波を発信し、上記マル
   チチャンネル受信器によって受信する工程とより成るこ
   とを特徴とする海底地層探査方法。
2. 【請求項２】 上記マルチチャンネル受信器が受信した
   データ及びそのときの上記音源とマルチチャンネル受信
   器との座標位置を記憶する工程と、 上記音源と上記マルチチャンネル受信器を移動したとき
   同一点から反射される異なる経路の上記データを重合せ
   しめる工程とを更に有する請求項１記載の海底地層探査
   方法。