JPH0627861B2 - 地震デ−タ収集装置の初期設定方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、データの収集装置、特に地震に関連するデー
タ収集装置の初期設定方法およびこの方法を実施するた
めの装置に関するものである。更に詳しく云えば、本発
明による方法および装置は最近の地震予知システムに用
いられるような、地震に関係するデータを収集する装置
を初期設定することに応用されるものである。このよう
な調査では探診すべき地震プロフィール（地層の縦断
面）に沿って、極めて多数の地中聴音機（ジェオフォー
ン）や水中聴音機（ハイドロフォーン）が配置される。

前述したような聴音機すなわちセンサは数キロメートル
にも及ぶ範囲に分配して配置されることがあり、各々が
いくつかのグループ毎にデータ収集装置に連結されてい
る。地中に伝播されるように地震波が発信され、地中の
様々な不連続層によって反射された音波をセンサで採取
して地層の形態などを調査する訳である。受信された音
波信号はデータ収集装置によって収集され、数値化さ
れ、そしてマイクロコンピュータに記憶される。受信と
記録のサイクルが終ると、地震中央データ処理室は収集
された全てのデータを集中させるために、個々のデータ
収集装置が採集したデータをこの地震中央データ処理室
に伝送せよとの命令を全てのデータ収集装置に順次に発
する。データ伝送には、全てのデータ収集装置を地震中
央データ処理室とつないでいる伝送ケーブルが用いられ
るか、あるいは無線電波による伝送でこれを行う。

（従来技術） 電波による通信路とケーブルによる径路を組合せてデー
タ伝送を行うシステムが、フランス特許出願公告第2,51
1,772号と第2,538,561号並びにフランス特許出願第86/0
7930号に開示されている。これらのシステムは、中央制
御記録システムのコマンド（命令）を受信して、伝送ケ
ーブルが接続されていない場合はデータを無線によって
中央システムに送るようにデータ収集装置を設計してい
る。伝送ケーブルが接続されている場合には、無線の送
受信手段は回路から自動的に外され、コマンドとデータ
は伝送ケーブルを介して交換される。データ収集装置と
データ伝送のための特別な手段は気密性のケースに納め
られ、場合によっては海に浮かぶブイに組込まれる。こ
れらの装置は相互に一定の距離を隔てて配置され、地震
波の受信器に接続される。前記装置は、湿地帯、即ち湖
水、沼地などや地面の起伏が多く又は植物が植生してい
るために電波による伝送を難しいものとしてしまうよう
な地域にも適用することができるが、中央データ処理室
と直接近寄れないケースやブイとの間に一乃至複数の送
受信中継機を用いることもある。

データ収集装置は、地震データを収集する上でも、また
集めたデータを中央データ処理室に伝送する上において
も複雑な機能を遂行するものである。センサから来たデ
ータは先ず増幅され、次にろ波される。更に、計算機に
記憶させる前にサンプリングされ且つ数値化（デジタル
化）される。データ収集装置によって得られる結果は、
収集装置に組込まれた低周波通過および高周波通過電子
フィルタの特性やデータのサンプリング周波数に依存す
る。データの記録サイクルが終了すると、収集装置に関
するコマンドがしばしば電波によって伝送される。そし
て伝送に用いられる無線通信の搬送波周波数は、その地
方の無線に関する規則や収集装置の位置などを考慮して
適当なものが選ばれる。収集装置と中央データ処理室と
の間を直接伝送できるかあるいは中継用送受信機を必要
とするかによっても、通信周波数は異なってくる。

（発明が解決すべき問題点） このように地震波受信システムに課されたバラエティに
富んだ操作上の条件に答えるためには、いつでも使用で
きるようにしていあるデータ収集装置を使用することが
必要となってくる。そのための初期条件の設定は、収集
装置を定位置に配置した後、すぐにそのままの位置で行
うことが、信頼度と迅速性を得るための最適条件という
ことになる。

データ収集装置の初期設定は、普通の地上においては容
易である。すなわち初期設定用のボックスを持った１人
のまたは複数のオペレーターが、地面を歩いてデータ収
集装置が設置された場所に赴くことができるからであ
る。各データ収集装置には簡単にアクセスのできる外部
端子が具備されていて、オペレーターはこの端子にケー
ブルを接続して初期設定用のボックスを連結させればよ
い。

然しながら困難な地域に地震波およびデータ収集及び伝
送装置が設置される場合は、上述のようにアクセスが簡
単に行えない。すなわち沼地に置かれた装置や、船に乗
って行かなければアクセスできないブイ（浮標）に取り
付けられた装置がこれである。このような環境下でのデ
ータ収集装置を初期設定用のボックスにケーブルで効果
的につなぐには、電子回路とアクセス箇所を水の浸入か
ら保護するべく装置を防水性のものにしなければならな
いので複雑なものになる。

（問題点を解決するための手段） この問題点を解決するためには、データ収集装置にケー
ブルを接続しないで交信できる初期設定用のボックスを
比較的該データ収集装置と近い位置にもっていって、初
期設定を行うようなシステムを開発する必要がある。

本発明の方法は、センサから供給される信号を収集して
処理し且つ記録し、更に中央データ処理室のコマンドに
よって、決められた通信伝送路を介して前記信号に関連
したデータをこの中央データ処理室に伝送するのに適し
たデータ収集装置との間を光伝送システムを使用して迅
速に初期設定することを容易にするものである。

（発明の構成） 上記の目的に添うために本発明の方法は、第１の可搬制
御ユニットと、個々のデータ収集装置にそれぞれ接続さ
れる複数の第２のユニットとからなり、光線を媒体とす
る伝送システムを用い、前記第１の可搬制御ユニットを
前記データ収集装置の各々の近傍まで順次移動させて、
これから前記データ収集装置に動作用のパラメータを伝
送することを含む。

このような方法を実施するための可搬制御ユニットは、
伝送すべき初期設定信号によって変調された赤外線を発
信するのに用いられる送信器（１）とデータ収集装置か
らの赤外線信号を復調するための受信器（２）と、プロ
グラム可能なプロセッサ（６）と、該プロセッサと該送
受信器との間のインターフェース回路(3、4)とからなっ
ている。各々のデータ収集装置にそれぞれ接続される複
数の第２ユニットはほぼ前記第１の制御ユニットと同じ
構成で各々が変調された赤外線信号を発信するのに用い
る送信機（１）と、前記第１の可搬制御ユニットから発
せられた初期設定信号を受信する受信器（２）と、これ
らの送、受信機を前記データ収集装置に内蔵されている
プログラム可能なプロセッサ（第２図の６に対応するも
の）に接続させるためのインターフェース回路(3、4)と
からなっている。

この装置の好ましい実施例においては、前記送信機が伝
送すべきデータによってその位相が変化する第２の信号
で周波数変調される搬送波を発生する手段と、該搬送波
によって赤外線光束を振幅変調するための手段を有して
いる。

本発明の方法およびこれを具体化する装置は、それぞれ
のデータ収集装置に前記初期設定のための信号を伝送す
べき手段を物理的に接続することなしに、該装置を迅速
に初期化することを可能とするものである。

オペレータが（水上の地域ではボートに乗る等して）、
前記可搬制御ユニットを内蔵する初期化ボックスを携え
て、個々のデータ収集装置のそばを通ることによって、
初期化が行われる。

前記のように選んだ送信の型式（各種の変調方式を組み
合わせて変調した赤外線を使う方式）は、周囲の光の変
化に対しても、寄生的な雑音に対しても、妨害を受け難
いし、選択度も高いので、それぞれのデータ収集装置を
誤って初期化したり重複して初期化する等の危険なし
に、正しく、迅速に初期化することを可能とするもので
ある。

以下、本発明をその好ましい実施例が示される図面に沿
って詳説することで他の特徴並びに利点が明らかとなる
であろうが、本発明がこの実施例にのみ限定されるもの
ではないことを予め付言しておく。

（実施例） 初期設定用のボックス（Ｂ）（第１図）の内部には、赤
外線送信機（１）と赤外線受信器（２）、およびこれら
の送受信器とそれぞれインターフェース(3と4)を介して
接続されたマイクロコンピュータ（５）からなる第１の
可搬制御ユニット（第２図）が収容されている。マイク
ロコンピュータはＲＡＭメモリ（７）およびＲＯＭメモ
リ（８）と接続しているマイクロプロセッサ（６）を主
要素とする。これら２つのメモリは、各データ収集装置
に動作パラメータを伝達するためのプログラムとデータ
を蓄えている。初期設定用のボックスの前面にある一連
のキーボード（９）は、異なるデータを入力する必要の
ある時やテストを行うため等に用いられるものである。
可視エレメント即ちディスプレイ(10)は、初期化の過程
において送信あるいは受信される命令やデータを目視確
認するためのものである。電池(11)は、赤外線を送信し
たり受信したりするために前記送信機（１）と受信器
（２）、並びにマイクロコンピュータ（５）へ給電す
る。ＲＡＭメモリーに記憶されたデータを保護するため
に、結線(12)によってこのメモリは常に前記電池(11)と
接続されている。

マイクロコンピュータ（５）には、適当な周辺機器(14)
を接続ケーブルによってつなぐことができる外部端子(1
3)が具備されている。

赤外線の伝送は、変調信号によって赤外線光束を振幅変
調して行う。この変調信号は、周波数２のかなり低い
副搬送波（例えば1200Ｈｚ）によって周波数変調された
周波数１（例えば100ＫＨｚ）の搬送波によって構成
される。前記２副搬送波自体も送信すべき信号によっ
て位相変調されるものであって、この変調タイプは多く
の利点を有している。

上記の方法で変調された搬送信号を用いて変調を行うこ
とによって、普通の変調条件で送信する場合に観察され
るであろうような周囲の光の変化による妨害に対して優
れた免疫性を得ることができる。また前述したように、
それ自体が位相変調された副搬送波によって周波数変調
することで、送信された信号を寄生信号に対して殆ど無
感度にすることが可能になる。このモードで送信された
信号を検波した場合、全く直流分が現われないので、受
信のための電子回路が簡略化されて消費電力の極めて少
なく、しかも低電圧で機能する電子モジュールを用いる
ことができる。このことはデータ収集装置が蓄電池によ
って給電されるので、できるだけ長い時間その機能を維
持させるために望ましいことである。

赤外線送信機（１）は、マイクロプロセッサ（６）によ
って供給される、ディジタル語に翻訳されたデータを直
列ビットの形に変換するために、直列に接続した入出力
(I/O)回路を含んでいる（第３図）。

デジタルのメッセージは、それぞれ連続する数ビットで
構成される識別用前置信号を含み、その後にいくつかの
語がつづく。そして各々の語の始めには、いわゆる開始
ビットがついている。各語の後にはパリティビットが続
き、最後はいわゆる停止ビットによって終了する。

前記入出力(I/O)回路（３）から出て来たデジタル語
は、連続ビットの論理レベルの関数として周波数２の
信号の位相を変化させるために位相変調器(15)に印加さ
れる。この位相変調器の出力信号は、次に周波数変調器
(16)に印加される。位相変調された信号２は、周波数
１の信号を周波数変調する。周波数変調器(16)からの
出力の複合信号は、赤外線を発する発光ダイオードで構
成される発光エレメント(17)の制御入力側に印加され
る。

次に受信器側で受信された赤外線光信号は、周波数１
を中心周波数とする極めてシャープな漏波特性を有する
高周波フィルタ(19)を通過する。これによって、特に周
囲の明るさが変化することで発生する寄生信号の通過を
阻止する。フィルタ(19)の出力信号は周波数復調器(20)
に印加される。この復調器(20)の出力の周波数２の信
号は、変調したデジタル語を検知する例えばプログラム
可能な論理シーケンサ型の位相復調器(21)に印加され
る。伝達されたデジタル語の冒頭の識別用前置信号の少
なくとも一部分を検知すると、位相復調器(21)は前記入
出力(I/O)回路（４）を介して、送られてきた語の到達
を知らせるロジック信号をマイクロプロセッサ（６）に
送る。逆にマイクロプロセッサ（６）は入出力(I/O)回
路（４）に働きかけ、この語のカウントを開始させ、更
に赤外線送信機（１）によって受信した語と制御用の語
を送られたメッセージの性質をチェックするために送り
出すことを命令する。

各データ収集装置は、前記の（１）（第３図）のような
送信機と、受信器（２）（第４図）のような受信器をも
っていて、これらと接続されているマイクロプロセッサ
（６）がデータを収集することや収集されたデータを前
記(3、4)のような入出力(I/O)回路を介して中央データ
処理室に伝送する作業を全体的に管理する。

赤外線の送信機受信器の指向性ダイヤグラムは、データ
の交換が選択的に行えるように選定する。地震探査を実
施する地域のプロフィールによってデータ収集装置の配
置を考慮して初期設定の動作を単一のデータ収集装置と
の間で行えればよい。こうすれば、光学的径路によって
データを受信するデータ収集装置で余計なアドレスのチ
ェックを行う必要がない範囲にメッセージとそのデコー
ドを簡素化することができる。

初期設定用ボックスとデータ収集装置間で伝送されるデ
ータは、不変パラメータと可変パラメータとの両方であ
る。

不変パラメータとは、例えば： −地震ピックアップによって受信されたデータをサンプ
ルするための周波数。

−無線伝送のために用いられる送信周波数。無線伝送シ
ステムに関する前述のフランス特許出願第86/07930号に
は、その周波数が一定のパラメータによって決まる信号
発振器を組込んだデータ収集装置が開示されている。赤
外線による通信はこれらのパラメータを課することを可
能とする。即ち、探査するべき地域でのローカルの規則
や条件に従って無線周波数を決めることができる。

−初期設定用ボックスのフィルタ用の周波数。地層から
の反射により採集された地震信号は、適当なパラメータ
を選択することによってその通過特性を変えることがで
きる高周波通過フィルタおよび低周波通過フィルタに印
加される。

−各データ収集装置に固有の識別番号。

テストによってオペレーターはデータ収集装置を開けた
りしないで、常にそれぞれの装置を識別することができ
る。

不変パラメータは、例えば探査するべき地域に探査班が
出発する前に、データ収集装置の各々に対して決めて、
入力することが可能なものである。

実際の探査に際してデータ収集装置が配置される時、オ
ペレータは個々の装置の実際の位置に関係する補助的な
パラメータを入力することができる。これらが可変パラ
メータに属し探査するべき地震プロフィールに沿って分
配された全てのデータ収集装置に付けられた通し番号
や、他の収集装置に対する関係座標あるいはその絶対座
標や、水中で測定が行われる場合には水位、各データ収
集装置のクロックを初期設定用ボックスのクロックと同
期させるための信号に関係するもの等である。勿論、こ
こに挙げたリストは限定的なものではなく、その他のも
のも考えられる。

（発明の効果） 本発明の方法およびこの方法を実施するための装置は、
いかなる使用条件においてもデータ収集装置の初期設定
を迅速に実行することができ、しかも個々のデータ収集
装置に初期設定用のボックスを物理的に接続させる必要
がなく、初期設定操作は簡単であり、信頼度も高い。

また操作は、初期設定用ボックスを携行する、オペレー
タがデータ収集装置の近傍を通ることによって初期化が
行える。

また伝送のタイプを選択することによって、周囲の光の
変化や寄生的なノイズに対して優れた免疫性と極めて高
い選択度を得ることが可能となり、これによって特に多
重初期設定の危険性なしに個々のデータ収集装置を正し
く初期設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は赤外線送受信器と可搬型の第１の制御ユニット
を組込んだ初期設定用ボックスの斜視図、第２図は赤外
線送受信器とマイクロコンピュータとを概略的に説明す
るブロック図、第３図は赤外線を変調して送信する送信
機のブロック図、第４図は変調された赤外線の受信器の
ブロック図である。 １……赤外線送信機、２……赤外線受信器、 ３、４……インターフェース、 ５……マイクロコンピュータ、 ６……マイクロプロセッサ、 ７……ＲＡＭメモリ、８……ＲＯＭメモリ、 ９……キーボード、１０……ディスプレイ、 １１……電池、１２……結線、 １３……外部端子、１４……周辺機器、 １５……位相変調器、１６……周波数変調器、 １７……赤外線発生エレメント、 １８……赤外線受信エレメント、 １９……フィルタ、 ２０……周波数復調器、 ２１……位相復調器、

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】探査すべき地震プロフィールに沿って配置
   され、センサによって感知された信号を収集し、処理し
   たデータを記憶しておき、中央データ処理室からの命令
   に応じて与えられた伝送路を通して、該データを該中央
   データ処理室に伝送する地震データ収集装置を初期設定
   する方法において該方法が： 可搬型の第１の制御ユニットを含む初期設定用ボックス
   を個々の前記地震データ収集装置の近傍に運び、内蔵す
   る光送信システムによって、前記地震データ収集装置の
   それぞれに付属させた初期設定用の第２のユニットに対
   して、該地震データ収集装置に関する動作パラメータを
   伝送することにより、物理的な接続を行わずに初期設定
   を行うことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】探査すべき地震プロフィールに沿って配置
   され、センサによって感知された信号を収集し、処理し
   たデータを記憶しておき、中央データ処理室からの命令
   に応じて与えられた伝送路を通して、プログラマブルな
   プロセッサ手段の制御の下で該データを該中央データ処
   理室に伝送する、地震データ収集装置を初期設定する装
   置において該装置が： 伝送すべき初期設定用信号によって変調された赤外線信
   号を送信するための送信機（１）と、赤外線信号を受信
   してこれを復調する受信器（２）と、該送信機、受信器
   との間にインターフェイス回路(3、4)を含み、信号処理
   を行うプログラマブルなプロセッサ（６）とを含む可搬
   型の第１の制御ユニットを含む初期設定用のボックス
   （Ｂ）と、 前記初期設定用のボックスに対して、変調された赤外線
   信号を送信するための送信機（１）と、前記初期設定用
   ボックスの第１の制御ユニットから発せられた初期設定
   用信号で変調された赤外線信号を受信するための受信器
   （２）と、該送信機、受信器と該地震データ収集装置の
   プログラマブルなプロセッサとの間のインターフェイス
   (3、4)とを含み、前記地震データ収集装置のそれぞれに
   付属する、初期設定用の第２のユニットとを含むことを
   特徴とする装置。
3. 【請求項３】前記送信機が、伝送すべきデータによって
   変化する位相をもつ第２の信号で周波数変調された搬送
   波を発生する手段と、該搬送波によって赤外線光束を振
   幅変調するための手段(17)とを含むことを特徴とする特
   許請求の範囲第２項に記載の装置。
4. 【請求項４】前記搬送波信号を発生する手段が、伝送す
   べき信号によって周波数２の副搬送信号の位相を変化
   させる位相変調器(15)と、該副搬送信号に従って前記搬
   送波信号の周波数１を変調する周波数変調器(16)とを
   直列に接続した構成で含むことを特徴とする特許請求の
   範囲第３項に記載の装置。
5. 【請求項５】前記位相変調器(15)が、ディジタル語を直
   列のビットの形に変換するための入出力(I/O)回路
   （３）を介して、対応するマイクロプロセッサ（６）に
   接続されることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
   の装置。
6. 【請求項６】前記受信器の各々が、赤外線光束を受信し
   て、該光束の変調信号を検知するための手段(18、19)
   と、可変位相信号を検知するための周波数復調器(20)
   と、該可変位相信号を復調して周波数２の第２副搬送
   信号の位相を変調している一連のビットを検出し、これ
   ら一連のビットの中から伝送されているディジタル語の
   各々の冒頭のビットを検知することによって伝送された
   信号を復元するための位相復調器(21)とが直列に接続さ
   れたものを含み、復元された信号を対応するマイクロプ
   ロセッサ（６）に伝送することを特徴とする特許請求の
   範囲第２項に記載の装置。
7. 【請求項７】前記位相復調器(21)が、対応するマイクロ
   プロセッサ（６）の命令で、受信した一連のビットか
   ら、伝送されたディジタル語を復元するために、入出力
   (I/O)回路（４）を介して該対応するマイクロプロセッ
   サに接続されることを特徴とする前記特許請求の範囲第
   ６項に記載の装置。
8. 【請求項８】前記第１の制御ユニットを含む初期化用ボ
   ックス（Ｂ）が、キーボード（９）と、ディスプレー(1
   0)とマイクロコンピュータ（５）と周辺機器(14)を接続
   するための外部端子(13)とを含むことを特徴とする前記
   特許請求の範囲第２項に記載の装置。