JPS63222285A - 地中埋設物探査方式 - Google Patents

地中埋設物探査方式

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JPS63222285A
JPS63222285A JP62055680A JP5568087A JPS63222285A JP S63222285 A JPS63222285 A JP S63222285A JP 62055680 A JP62055680 A JP 62055680A JP 5568087 A JP5568087 A JP 5568087A JP S63222285 A JPS63222285 A JP S63222285A
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JP
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underground
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focus evaluation
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Masaaki Ito
正昭 伊藤
Shiro Odagiri
小田切 司朗
Koji Maeda
耕二 前田
Akiro Sanemori
実森 彰郎
Yasuhiro Kamikubo
上窪 康博
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Mitsubishi Electric Corp
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
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Tokyo Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、合成開口法を用いた地中埋設物探査方式、
特に物標が埋設された土の比誘電率の決定に関するもの
である。
〔従来の技術〕
合成開口法を用いた地中埋設物探査装置は、所定の間隔
で送信アンテナと受信アンテナを配置し、この両アンテ
ナの間隔を変えずにその配列方向に直角に一定のピッチ
で移動させながら送信アンテナより地中に向けて例えば
モノサイクルパルスを送出し、その反射波を受信アンテ
ナで受信して得られた反射波プロフィールデータを合成
開口処理し、物標の探査画像出力を得るもので、合成開
口処理で得られた時間スケールの画像データを、物標が
埋設されている土の比誘電率を用いて地質補正し、長さ
スケールでの画像データを得るものである。
第3図は例えば昭和57年10月の物理探査学会の論文
集第59頁〜第60頁の論文「電磁波反射法による地下
探査(その2)」に示された従来の地中埋設物探査方式
を示す説明図である。図において、1はパイプ等の物標
、2はこの物標1が埋設されている土、3は送信機、4
はこの送信機3に接続され、送信機3からのパルス信号
を電磁波として前記±2内に発射する送信アンテナ、5
はこの送信アンテナ4から発射された電磁波の物標1に
よる反射波を受信する受信アンテナで、送信アンテナ4
との間隔は適宜調整可能となっておシ、6はこの受信ア
ンテナ5に接続された受信機である。
次に動作について説明する。まず、送信アンテナ4と受
信アンテナ5との間隔がYlに調整され、送信機3より
例えばモノサイクルパルスが送出される。このモノサイ
クルパルスは送信アンテナ4より電磁波として土2の中
へ発射され、その物標1による反射波が受信アンテナ5
で受信されて受信機6へ送られ、このモノサイクルパル
スの送信から受信までの時間T1が計測される。次に、
受信アンテナ5を送信アンテナ4からY3だけ離れた位
置に移動後、同様にしてモノサイクルパルスの送信から
受信までの時間Tzが計測される。
ここで、物標1の埋設深度をR1±20比誘電率を68
とすれば、信号送信から受信までの時間Tと両アンテナ
4,5の間隔Yとの間には(C/Xrv8) なる関係がある。ここで、Cは光速である。
従って、とのTに前記計測時間Tl e T@を、YK
設定間隔Y 1 * Y 2を代入して、1.とRを未
知数とする連立方程式を解けば、±2の比誘電率1を求
めることかできる。
このような比誘電率msの測定とは別に、送信アンテナ
4と受信アンテナ5とをその間隔を固定したまま、その
配列方向と直角に移動してモノサイクルパルスの送受信
を行なって、地中断面単位の反射波プロフィールデータ
を収集し、前記比誘電率C8を用いてその反射波プロフ
ィールデータを合成開口処理して時間スケールでの画像
データを得るとともに、前述の比誘電率g、を用いて地
質補正を行なってその時間スケールを長さスケールに変
換し、この画像データより土2の中に埋設された物標1
の探査画像出力を得ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の地中埋設物探査方式は以上のように構成されてい
るので、物標が埋設されている土の比誘電率の測定を反
射波プロフィールデータ収集のための測定とは全く別作
業として行なわねばならず、また、送信アンテナと受信
アンテナとを相互間隔を調整可能に支持する必要があシ
、支持構造が複雑になるなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、地質補正等のための比誘電率の測定と反射波
プロフィールデータの収集とを同一の測定作業で行なう
とともに、送信アンテナと受信アンテナの相互間隔を固
定してその支持構造の簡略化を可能にした地中埋設物探
査方式を得ることを目的とする。
〔問題点を解決する之めの手段〕
この発明に係る地中埋設物探査方式は、仮の比誘電率を
設定してこれを所定のステップで変化させながら、その
設定値毎に反射波プロフィールデータの合成開口処理を
行ない、得られ良画像データ上の物標スポットの底面積
と高さとの比に基づくフォーカス評価関数の極値によっ
て、物標の埋設された土の比誘電率を求めるものである
〔作 用〕
この発明における地中埋設物探査方式は、所定のステッ
プで順次変化してゆく仮の比誘電率毎に反射波プロフィ
ールデータの合成開口処理を行ない、それによって定め
念フォーカス評価関数から物標の埋設された土の比誘電
率を求めることにより、物標の埋設された土の比誘電率
を求めるための特別な測定作業を不要とし、送信アンテ
ナと受信アンテナの相互間隔の調整の必要性をなくした
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、ST1は反射波プロフィールデータの合成
開口処理するステップ、ST2はステップSTIに続く
フォーカス評価関数A(1)の値を計算するステップ、
ST3はステップ5TzK続<7オ一カス評価関数A(
ε)の計算値をプロットするステップ、ST4はステッ
プST3に続く仮の比誘電率1を所定のステップΔεだ
け増加させるステップ、ST5はステップST4に続く
終了検出のステップ、ST6はステップST5に続く比
誘電車重決定のステップであシ、前記ステップST5の
分岐からはステップSTIへ処理が戻される。
また10はステップSTIにおける合成開口処理に用い
られる反射波プロフィールデータ、11はその合成開口
処理によって得られた画像データ、12はステップST
3によるフォーカス評価関数A(−)の計算値のプロッ
ト結果である。
次に動作について説明する。まず、地中断面単位の反射
波プロフィールデータ10の収集が行なわれる。第2図
はこの反射波プロフィールデータの収集を説明する念め
の説明図で、図中、1〜6は第3図に同一符号で示す従
来のそれらに相当するものである。送信アンテナ4と受
信アンテナ5は相互間隔が所定値yに固定され、両アン
テナ4゜5の配列方向に直角な矢印Xで示す方向に一定
ビツテで移動している。その移動の都度、送信アンテナ
4からは例えばモノサイクルパルスが発射され、その反
射波が受信アンテナ5で受信される。
従って、物標1からの反射波は両アンテナ4.5が物標
1の真上にある時最も短時間で戻シ、これからずれると
そのずれの量に応じてその時間も長くなる。即ち、物標
1の深さを81両アンテナ4゜5の相互間隔をy1物標
1が埋設されている±2の比誘電率を18、光の速度を
Cとすると、物標1の真上から両アンテナ4.5を結ぶ
線までの距離(以下、アンテナ位置という)Xと反射波
が戻るまでの時間tとの間には、 (C/ g ’) の関係がある。この式は 2xz と変形することができ、これは を頂点(ただし、時間軸の負領域は考えない)とし、 を漸近線とする双曲線である。第1図に10で示す反射
波プロフィールデータは物標lが2つ埋設されている場
合のもので、上辺には送信アンテナ4から受信アンテナ
5への直接カップリングによる波形が現われている。
従って、このようにして得られ九地中断面単位の反射改
プロフィールデータを合成開口処理して、各物標1毎に
対応する双曲線のデータをその頂点部分に集積すれば、
物標1の位置に物標スポットの存する画像データが得ら
れる。しかしながら、その合成開口処理には±2の実際
の比誘電率εが必要であυ、さらに得られ九画像データ
は時間スケールのもので、前述の如く物標1の反射波が
つくる双曲線は、±2の比誘電率1.によってその頂点
及び漸近線が変化するものであるため、長さスケールの
画像データを得るためには物標1が埋設されている±2
の比誘電率8を用いて時間スケ−ルの画像データを地質
補正処理する必要がある。
そのために、次にステップSTIにおいて、初期設定さ
れた仮の比誘電車重を用いて前述の反射波プロフィール
データlOの合成開口処理を行ない画像データ11を得
る。ここで、この仮の比誘電率eが±2の実際の比誘電
率#8から離れている場合には、双曲線の形状が異なる
ため大きく異なって、合成開口処理を行ってもその頂点
部にはわずかな部分のデータしか集積できず、画像デー
タ11上の物標スポットの高さは極めて低いものとなる
が、仮の比誘電率1が±2の実際の比誘電率a sに近
づくと双曲線の形状も次第に近いものとなシ、等しくな
れば双曲線の形状は一致し、多くの部分のデータがその
頂点部に集積されて画像データ11上には極めて高い物
標スポットが形成される。
ステップST2では、これら物標スポットの正極性のも
ののみに着目して、それらの所定レベルにおける底面積
81と当該所定レベルからの高さHiを求め、両者の比
の値を該当する物標スポット全てについて加算した、 によって定義され九フォーカス評価関数の当該仮の比誘
電率−における値を計算し、ステップST3にてそれを
プロットする。以下、ステップST4によって仮の比誘
電重書を所定のステップΔ感ずつ増加させながら、ステ
ップST5で終了を検出するまで、例えば仮の比誘電率
6が所定の値に達するまで前述の処理を繰返す。
ステップST5が終了を検出すると、ステップST6で
は、第1図に12で示す前記ステップST3にてプロッ
トされたフォーカス評価関数A(1)の極小値をさがし
、その極小値を与える仮の比誘電率の値を物標1が埋設
されている±2の比誘電率#3とする。このようにして
得られた±2の比誘電率13を、探査画像出力を得るた
めの反射波プロフィールデータの合成開口処理に用いて
時間スケールの画像データを得るとともに、これを地質
補正の処理にも利用して時間スケールで得られた画像デ
ータのスケールを長さスケールに変換している。
なお、上記実施例ではフォーカス評価関数を物標スポッ
トの正極性のもののみを用いて求めるものを示したが、
物標スポットの負極性のもののみ、正極性のものと負極
性のものの平均値、あるいは物標スポットの絶対値等、
フォーカス評価関数の計算にあたって正極性の物標スポ
ットと負極性の物標スポットの値が相殺しあうことのな
いものであればよく、そのフォーカス評価関数も極大値
で土の比誘電率−を決定するようなものであってもよい
t+、上記実施例では、ステップSTIにおける合成開
口処理で用いる反射波プロフィールデータを、受信アン
テナで受信したままの生のデータを用いた場合について
説明したが、事前に圧縮処理を施して、反射波の振動が
極力少くなるようにすれば、前記合成開口処理によって
得られる画像データ上から余分な物標スポットを大幅に
除去することができ、物標が埋設されている土の比誘電
率をより正確に求めることができる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば地質補正等のための土
の比誘電率を、所定のステップで逐次設定される仮の比
誘電率毎に反射波プロフィールデータの合成開口処理を
行なって定めたフォーカス評価関数に基づいて決定する
ように構成したので、地質補正等のための比誘電率を求
めるために、反射波プロフィールデータの収集のための
測定作業とは別の測定作業を行なう必要がなくなシ、さ
らに、送受両アンテナ相互の間隔が固定されてその支持
構造を簡略化できるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による地中埋設物探査方式
を示すフローチャート、第2図は反射波プロフィールデ
ータの収集を説明するための説明図、第3図は従来の地
中埋設物探査方式を示す説明図である。 lは物標、2は物標1が埋設されている土、3は送信機
、4は送信アンテナ、5は受信アンテナ、6は受信機。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定の間隔で配された送信アンテナと受信アンテ
    ナとを備え、地表面に沿つて前記両アンテナをその配置
    方向と略直角に一定のピッチで移動させながら、前記送
    信アンテナより地中に向けて発信したパルス信号の反射
    波を前記受信アンテナにて受信し、得られた地中断面単
    位の反射波プロフィールデータを合成開口処理して、地
    中に埋設された物標の探査画像出力を得る地中埋設物探
    査方式において、仮の比誘電率を所定のステップで変化
    させながら順次設定してゆき、前記仮の比誘電率の各設
    定値毎に前記反射波プロフィールデータの合成開口処理
    を行ない、得られた画像データ上の物標スポットの所定
    レベルにおける底面積と当該所定レベルからの高さとの
    比に基づいてフォーカス評価関数を定め、このフォーカ
    ス評価関数の極値から前記物標が埋設されている土の比
    誘電率を決定することを特徴とする地中埋設物探査方式
  2. (2)前記フォーカス評価関数を、前記物標スポットの
    正極性のもののみを用いて求めることを特徴とする特許
    請求の範囲第(1)項に記載の地中埋設物探査方式。
  3. (3)前記フォーカス評価関数を、前記物標スポットの
    負極性のもののみを用いて求めることを特徴とする特許
    請求の範囲第(1)項に記載の地中埋設物探査方式。
  4. (4)前記フォーカス評価関数を、前記物標スポットの
    正極性のものと負極性のものの平均から求めることを特
    徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載の地中埋設物
    探査方式。
  5. (5)前記フォーカス評価関数を、前記物標スポットの
    絶対値から求めることを特徴とする特許請求の範囲第(
    1)項に記載の地中埋設物探査方式。
  6. (6)前記反射波プロフィールデータとして、前記受信
    アンテナで受信した情報を圧縮処理したものを用いるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項ないし第(5
    )項のいずれかに記載の地中埋設物探査方式。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60263880A (ja) * 1984-06-12 1985-12-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 地下埋設物探査方法

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JPS60263880A (ja) * 1984-06-12 1985-12-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 地下埋設物探査方法

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