(57)【要約】【課題】簡易な構成で容易に設置することができ、かつ、広範な領域における振動源の方位を測定できる振動源方位センサ及び振動源位置検出システムを提供する。【解決手段】地表面に所定の距離離して配置した２個の振動源方位センサ５，７から取得した振動の方位及び所定の距離に基づいて、振動の発生位置を算出する。各振動源方位センサ５，７は、地表面において直交するｘ軸、Ｙ軸の交点に配置した第１振動検出素子１０、Ｘ軸上であって、交点から距離Ｌの位置に配置した第２振動検出素子２０、Ｙ軸上であって、交点から距離Ｌの位置に配置した第３振動検出素子３０を備えている。そして、第２及び第３振動検出素子２０，３０で所定以上の値の振動を検出した時間の第１振動検出素子１０で所定以上の値の振動を検出した時間との差（第１時間差及び第２時間差）に基づいて、所定の値以上の振動の到来方位を算出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表面において直交する２本の線の交点に配置した第１振動検出手段（１０）と、
前記２本の線のうちの１本の線上であって、前記交点から所定の距離の位置に配置された第２振動検出手段（２０）と、
前記２本の線のうち他の１本の線上であって、前記交点から前記所定の距離の位置に配置された第３振動検出手段（３０）と、
前記第２振動検出手段（２０）で所定以上の値の振動を検出した時間と前記第１振動検出手段（１０）で前記所定以上の値の振動を検出した時間との第１時間差及び前記第３振動検出手段（３０）で前記所定以上の値の振動を検出した時間と前記第１振動検出手段（１０）で前記所定以上の値の振動を検出した時間との第２時間差に基づいて、前記所定の値以上の振動の到来方位を算出する方位算出手段（４０）と、
を備えたことを特徴とする振動源方位センサ（５，７）。
【請求項２】
請求項１に記載の振動源方位センサ（５，７）において、
前記方位算出手段（４０）は、
前記第１振動検出手段（１０）で検出した前記所定の値以上の振動を基準として、前記第２振動検出手段（２０）及び前記第３振動検出手段（３０）で検出した前記所定の値以上の特定の周波数の振動の位相を弁別し、該弁別した位相から各ベクトル角を算出し、
該算出した各ベクトル角の差を前記第１時間差及び前記第２時間差とすることを特徴とする振動源方位センサ（５，７）。
【請求項３】
地表面に所定の距離離して配置した、請求項１又は請求項２に記載の２個の振動源方位センサ（５，７）と、
前記２個の振動源方位センサ（５，７）から取得した振動の方位及び前記所定の距離に基づいて、前記振動の発生位置を算出する信号処理手段（５０）と、
を備えたことを特徴とする振動源位置測定システム（１）。
【請求項４】
請求項３に記載の振動源位置測定システム（１）において、
前記２個の振動源方位センサ（５，７）は、各々ＧＰＳ衛星からの時刻データを取得するためのＧＰＳ受信機（６０，６２）を備え、
前記信号処理手段（５０）は、
前記算出した前記振動の発生位置から前記２個の振動源方位センサ（５，７）のそれぞれの配置位置までの距離を算出し、
該算出した距離と前記振動の伝搬速度から得られる前記振動の伝達時間の時間差と、前記ＧＰＳ受信機（６０，６２）から取得した前記２個の振動源方位センサ（５，７）が前記振動を取得した時刻の差を算出し、
該算出した前記振動の伝達時刻の差と前記２個の振動源方位センサ（５，７）が前記振動を取得した時刻の差とが所定の許容値以内である場合に、前記算出した発生位置を真の振動の発生位置とすることを特徴とする振動源位置測定システム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地表面が何らかの理由、例えば落下物などにより振動したときに、その振動源の方位と振動源の位置を測定することができる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、不安定な岩体の基盤からの剥離音やその岩体を支えている岩石の小崩落音の発生位置、岩盤斜面に接する構造体への落石位置を評定できる落石源の位置評定システムがあった。
この位置評定システムは、落石位置の評価対象となる地面（山の斜面等）に格子状のケーブルセンサを配置して、落石による振動を検出することにより、格子状に配置されたケーブルセンサの交点ごとに、所望の時点のその交点で直交する２本のケーブルセンサの出力から算定されたそれぞれの振幅値を乗じ、乗じた値をＺ座標とし、各交点の位置をＸ，Ｙ座標とした所望の範囲の交点のトポグラフを表示装置の画面や紙面に画像として出力し、その出力画像を分析することによって振動源の位置を評定している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２８０９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記位置評定システムでは、格子状に配置されたケーブルセンサを予め位置評定を行う領域を特定して設置しておく必要があり、広範囲での位置評定が困難であった。また、沼地や斜面などに格子状にケーブルセンサを配置するのは容易ではなく、さらに、多数のケーブルセンサからの信号を処理する必要があるなどシステムの構成も複雑であるという問題があった。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、簡易な構成で容易に設置することができ、かつ、広範な領域における振動源の方位を測定できる振動源方位センサと位置を測定することができる振動源位置測定システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための形態」欄において用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。
上記「発明が解決しようとする課題」において述べた問題を解決するためになされた発明は、第１振動検出手段（１０）、第２振動検出手段（２０）、第３振動検出手段（３０）及び方位算出手段（４０）を備えた振動源方位センサ（５，７）である。
第１振動検出手段（１０）は、地表面において直交する２本の線の交点に配置され、
第２振動検出手段（２０）は、２本の線のうちの１本の線上であって、交点から所定の距離の位置に配置されている。また、第３振動検出手段（３０）は、２本の線のうち他の１本の線上であって、交点から所定の距離の位置に配置されている。
【０００６】
方位算出手段（４０）は、第２振動検出手段（２０）で所定以上の値の振動を検出した時間と第１振動検出手段（１０）で所定以上の値の振動を検出した時間との第１時間差及び第３振動検出手段（３０）で所定以上の値の振動を検出した時間と第１振動検出手段（１０）で所定以上の値の振動を検出した時間との第２時間差に基づいて、所定の値以上の振動の到来方位を算出する。
このような振動源方位センサ（５，７）では、簡易な構成で容易に設置することができ、かつ、広範な領域における振動源の方位を測定できる。以下その理由を説明する。
地表面における任意の地点（振動源）で振動が発生した場合、地表面近傍の地層が均質であれば、その振動は、その震源から同心円状に地表面を伝わっていく。
【０００７】
したがって、地表面に、第１〜第３振動検出手段（１０，２０，３０）の３個の振動検出手段を配置し、そのうち第１振動検出手段（１０）を地表面において直交する２本の直線の交点に配置し、第２振動検出手段（２０）及び第３振動検出手段（３０）を、各々交差する２線上の交点から所定の距離に配置する。
そして、所定以上の値の振動を第２振動検出手段（２０）と第１振動検出手段（１０）で検出した時間の時間差（第１時間差）及び第３振動検出手段（３０）と第１振動検出手段（１０）で検出した時間の時間差（第２時間差）を求める。
すると、第２振動検出手段（２０）の設置された線と振動源からの振動の到来方向とのなす角θは、θ＝ｔａｎ−１（第２時間差／第１時間差）の関係があるため、振動源の方位を測定することができる。同時に  配置間隔（Ｌ）／（第1時間差）2+（第2時間差）2
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より振動の伝わる速度を測定することができる。
【０００８】
また、３個の振動検出手段（第１〜第３検出手段（１０，２０，３０））を、直交して地表面に配置するという簡易な構成、かつ、容易に設置する方法で振動源の方位を測定することができる。
なお、「地表面」とは、振動源で発生した振動が伝わってくる範囲の、地表面からの深さの地中を含む意味であり、「地表面において配置する」とは、地表面及び振動源で発生した振動が伝わってくる範囲の、地表面からの深さの地中に埋め込んで設置することを意味している。
【０００９】
ところで、３箇所で測定した振動の時間差に基づく方位の算出には種々の方法が考えられるが、請求項２に記載のように、第１振動検出手段（１０）で検出した所定の値以上の振動を基準として、第２振動検出手段（２０）及び第３振動検出手段（３０）で検出した所定の値以上の特定の周波数の振動の位相を弁別し、弁別した位相から各ベクトル角を算出し、算出した各ベクトル角の差を第１時間差及び第２時間差とするとよい。
このようにすると、時間領域で連続的に解析でき、地表面における反射波等の影響を除去しやすい。また、ある特定の周波数に対する解析であるため、ノイズ対策も容易である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、２個の振動源方位センサ（５，７）及び信号処理手段（５０）を備えた振動源位置測定システム（１）である。
２個の振動源方位センサ（５，７）は、地表面に所定の距離離して配置され、信号処理手段（５０）は、２個の振動源方位センサ（５，７）から取得した振動の方位及び所定の距離に基づいて、振動源の発生位置を算出する。
このような、振動源位置測定システム（１）では、２個の振動源方位センサ（５，７）により２箇所における振動源の方位が正確に検出できる。そして、その２個の振動方位センサを所定の距離離して配置することにより、その所定の距離を基線として振動源の発生位置を正確に算出することができる。
【００１１】
ところで、地表面は、硬さの違いや含有する水分の差あるいは凹凸の存在など、その構造は均質ではない。したがって、地表面を伝わる振動の早さは一定ではないため、例えば、２個の振動源方位センサ（５，７）に震動が到達する時刻が逆転する場合などがあり、振動源方位センサ（５，７）での方位検出結果が必ずしも正確でない場合がある。
そこで、請求項４に記載のように、２個の振動源方位センサ（５，７）は、各々ＧＰＳ衛星からの時刻データを取得するためのＧＰＳ受信機（６０，６２）を備え、信号処理手段（５０）は、算出した振動の発生位置から２個の振動源方位センサ（５，７）のそれぞれの配置位置までの距離を算出し、算出した距離と振動の伝搬速度から得られる振動の伝達時間の時間差と、ＧＰＳ受信機（６０，６２）から取得した２個の振動源方位センサ（５，７）が振動を取得した時刻の差を算出し、算出した振動の伝達時刻の差（時間差）と２個の振動源方位センサ（５，７）が振動を取得した時刻の差とが所定の許容値以内である場合に、算出した発生位置を真の振動の発生位置とするとよい。
【００１２】
このようにすると、地表面の構造の影響等により、到達時刻が逆転したような場合には、測定した振動源の位置を真の振動源の位置としないようにすることができる。
つまり、振動源位置測定システム（１）を設置して振動源の位置を測定する場合には、設置位置以外にも、振動源や設置位置の地表面の構造が予め分かっていることが多い。すると、振動のおおよその伝達速度も分かっていることが多い。
そこで、算出した振動の発生位置（振動源の位置）から２個の振動源方位センサ（５，７）のそれぞれの配置位置までの距離を算出する。そして、その距離と振動の伝搬速度から得られる振動の伝達時間の時間差と、ＧＰＳ受信機（６０，６２）から取得した２個の振動源方位センサ（５，７）が振動を取得した時刻の差を算出する。
【００１３】
さらに、振動の伝達時刻の差と２個の振動源方位センサ（５，７）が振動を取得した時刻の差とが所定の許容値以内である場合に、算出した発生位置を真の振動の発生位置とする。
これにより、振動源方位センサ（５，７）から得られた方位に誤差がある場合には、その方位により得られる振動源の発生位置を真の位置としないので、振動源の発生位置をより正確に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】振動源位置測定システムの概略の構成を示すブロック図である。
【図２】振動源方位センサの概略の構成を示すブロック図である。
【図３】振動源方位センサによる振動源の方位の測定原理を示す図である。
【図４】方位算出部で実行される方位算出処理の流れを示すブロック図である。
【図５】信号処理部で実行される信号処理の流れを示すブロック図である。
【図６】位相弁別の方法を説明するための原理図である。
【図７】信号のベクトル角を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
［第１実施形態］
（振動源位置測定システムの構成）
振動源位置測定システム１について図１に基づき説明する。振動源位置測定システム１は、図１に示すように、２個の振動源方位センサである第１振動源方位センサ５、第２振動源方位センサ７及び信号処理部５０を備えている。
第１振動源方位センサ５及び第２振動源方位センサ７は所定の距離離して地表面に設置されている。
【００１６】
信号処理部５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏを備え、ＲＯＭに格納されたプログラムにより、第１振動源方位センサ５及び第２振動源方位センサ７から取得した振動の方位及び所定の距離に基づいて、振動の発生位置を算出する。
また、信号処理部５０は、第１振動源方位センサ５及び第２振動源方位センサ７から取得した振動の発生位置（振動源の位置）及び現在位置から振動の発生位置から現在位置までの距離を算出し、出した距離と振動の伝搬速度から得られる伝達時間の大小関係が所定の許容値以内である場合に、算出した発生位置を真の振動の発生位置とする。
また、信号処理部５０は、算出した振動の発生位置から第１振動源方位センサ５及び第２振動源方位センサ７のそれぞれの配置位置までの距離を算出する。
そして、算出した距離と振動の伝搬速度から得られる振動の伝達時間の時間差と、ＧＰＳ受信機６０，６２から取得した第１振動源方位センサ５及び第２振動源方位センサ７が振動を取得した時刻の差を算出する。
【００１７】
さらに、算出した振動の伝達時刻の差（時間差）と第１振動源方位センサ５及び第２振動源方位センサ７が振動を取得した時刻の差とが所定の許容値以内である場合に、算出した発生位置を真の振動の発生位置とする。
（振動源方位センサの構成）
次に、振動源方位センサ５，７の構成について図２及び図３に基づき説明する。
第１振動源方位センサ５及び第２振動源方位センサ７は同じ構造であり、図２に示すように、第１振動検出素子１０、第２振動検出素子２０、第３振動検出素子３０、ＧＰＳ受信機６０（第２振動源方位センサでは符号を６２とする）及び方位算出部４０を備えている。
第１振動検出素子１０は、図３に示すように、地表面において直交する２本の線（図３中Ｘ軸及びＹ軸）の交点に配置されている振動検出素子である。
第２振動検出素子２０は、２本の線のうちの１本の線であるＸ軸上であって、交点から所定の距離（図３中Ｌで示す）の位置に配置されている振動検出素子である。
第３振動検出素子３０は、２本の線のうち他の１本の線であるＹ軸上であって、交点から所定の距離の位置Ｌに配置されている振動検出素子である。
第１〜第３振動検出素子１０，２０，３０は、振動検出素子であり、圧電型、動電型、ストレインゲージ型などの加速度検出型や速度検出型に分類される接触型の素子、あるいいは、渦電流型、静電容量型、光学型などの変位検出型に分類される非接触型の素子がある。
【００１８】
方位算出部４０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏを備えており、ＲＯＭに格納されたプログラムにより、第２振動検出素子２０で所定以上の値の振動を検出した時間と第１振動検出素子１０で所定以上の値の振動を検出した時間との第１時間差及び第３振動検出素子３０で所定以上の値の振動を検出した時間と第１振動検出素子１０で所定以上の値の振動を検出した時間との第２時間差に基づいて、所定の値以上の振動の到来方位を算出する。
ＧＰＳ受信機６０，６２は、ＧＰＳ衛星からの時刻データ及び現在位置を取得するための装置である。
【００１９】
（振動源方向方位探知の原理）
ここで、図３に基づき、振動源方位センサによる振動源の方位探知の原理について説明する。
図３に示すように、第１振動検出素子１０は、直交するＸ軸とＹ軸の交点Ｏに配置され、第２振動検出素子２０は、Ｘ軸上の交点Ｏから距離Ｌの位置に配置されている。また、第３振動検出素子３０は、Ｙ軸上の交点Ｏから距離Ｌの位置に配置されている。
ここで、地表面における任意の地点（振動源）で振動が発生した場合、地表面近傍の地層が均質であれば、その振動は、その震源から同心円状に地表面を伝わっていく。
その場合、図３に示すように、θ方向から振動が到来したときの、各振動源方位センサへの振動の到来時刻を、それぞれｔ０、ｔｘ、ｔｙとすると、下記式１の関係が成り立つ。
【数１】
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つまり、振動源の方位を測定することができることとなる。
【００２０】
（方位算出処理）
次に、図４に基づき、方位算出部４０においてＣＰＵが実行する方位算出処理について説明する。
方位算出処理では、まずＳ１００において、第１振動検出素子１０から振動値を取得する。
続くＳ１０５では、Ｓ１００において取得した振動値が所定の値以上であるか否かを判定する。そして、振動値が所定の値以上であると判定した場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、処理をＳ１１０へ移行し、所定の値未満であると判定した場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、処理をＳ１００へ戻し、振動値の取得を繰り返す。
続くＳ１１０では、第１振動検出素子１０で所定の値以上の振動値を検出したときの時間（ｔ０）を取得する。
続くＳ１１５〜Ｓ１２５では、第２振動検出素子２０について、上記Ｓ１００〜Ｓ１１０と同様にして、第２振動検出素子２０で所定の値以上の振動値を検出したときの時間（ｔx）を取得する。
続くＳ１３０〜Ｓ１４０では、第３振動検出素子３０について、上記Ｓ１００〜Ｓ１１０と同様にして、第３振動検出素子３０で所定の値以上の振動値を検出したときの時間（ｔｙ）を取得する。
続く、Ｓ１４０では、前述の式１に従って、方位角θを算出した後、処理を終了する。
【００２１】
（信号処理）
次に、図５に基づき、信号処理部５０においてＣＰＵが実行する信号処理について説明する。なお、第１振動源方位センサ５の配置位置、第２振動源方位センサ７の配置位置及び地表面の振動の伝搬速度は予め図示しないＲＡＭに格納されているものとする。
信号処理では、Ｓ２００において、図示しないＣＰＵが、第１振動源方位センサ５から振動源（振動の発生位置）の方位を取得し、続くＳ２０５において第１ＧＰＳ受信機６０から第１振動源方位センサ５で振動源の方位を取得した時刻を取得する。
続くＳ２１０において、第２振動源方位センサ７から振動源の方位を取得し、続くＳ２１５において第２ＧＰＳ受信機６２から第２振動源方位センサ７で振動源の方位を取得した時刻を取得する。
続くＳ２２０では、ＲＡＭに格納されている第１及び第２振動源方位センサ５，７の配置位置及びＳ２００とＳ２１０において取得した第１及び第２振動源方位センサ５，７に対する振動源の方位から、いわゆる三角測量の原理にて振動源の位置を算出する。
続くＳ２２５では、第１及び第２振動源方位センサ５，７の配置位置及びＳ２２０で算出した振動源の位置とから、いわゆる三角測量の原理にて、振動源から第１及び第２振動源方位センサ５，７の配置位置までのそれぞれの距離を算出する。
【００２２】
続くＳ２３０では、Ｓ２２５で算出した振動源のまでの距離と、第１及び第２振動源方位センサ５，７の配置位置と、振動伝搬速度とから、振動源から第１及び第２振動源方位センサ５，７までのそれぞれの振動の伝達時間を算出する。
そして、算出したそれぞれの伝達時間から伝達時間の時間差を算出する。
続くＳ２３５では、Ｓ２０５において第１ＧＰＳ受信機６０から取得した方位取得時刻と、Ｓ２１５において第２ＧＰＳ受信機６２から取得した方位取得時刻との時刻差（時間差）を算出する。
続くＳ２４０では、Ｓ２３０において算出した時間差とＳ２３５において算出した時間差の差が許容値以内であるか否かを判定する。そして、差が許容値以内と判定した場合（Ｓ２４０：Ｙｅｓ）、処理をＳ２４５へ移行し、差が許容値より大きいと判定した場合（Ｓ２４０：Ｎｏ）、処理をＳ２５０へ移行させる。
Ｓ２４５では、Ｓ２２０において算出した振動源の位置を真の振動源の位置として処理を終了し、Ｓ２５０では、Ｓ２２０において算出した振動源の位置を真の振動源の位置は誤りである（真の振動源の位置としない）として処理を終了する。
【００２３】
（振動源位置測定システム１の特徴）
以上に説明した振動源位置測定システム１では、簡易な構成で容易に設置することができ、かつ、広範な領域における振動源の方位を測定できる。
つまり、地表面における任意の地点（振動源）で振動が発生した場合、地表面近傍の地層が均質であれば、その振動は、その震源から同心円状に地表面を伝わっていく。
したがって、第１振動検出素子１０を地表面において直交する２本の直線の交点に配置し、第２振動検出素子２０及び第３振動検出素子３０を、各々交差する２線上の交点から所定の距離に配置する。
【００２４】
そして、所定以上の値の振動を第２振動検出素子２０と第１振動検出素子１０で検出した時間の時間差（第１時間差）及び第３振動検出素子３０と第１振動検出素子１０で検出した時間の時間差（第２時間差）を求める。
すると、第２振動検出素子２０の設置された線と振動源からの振動の到来方向とのなす角θは、θ＝ｔａｎ−１（第２時間差／第１時間差）の関係があるため、振動源の方位を測定することができる。
また、３個の振動検出素子（第１〜第３検出素子１０，２０，３０）を、直交して地表面に配置するという簡易な構成、かつ、容易に設置する方法で振動源の方位を測定することができる。
【００２５】
なお、「地表面」とは、振動源で発生した振動が伝わってくる範囲の、地表面からの深さの地中を含む意味であり、「地表面において配置する」とは、地表面及び振動源で発生した振動が伝わってくる範囲の、地表面からの深さの地中に埋め込んで設置することを意味している。
また、２個の振動源方位センサ５，７は、地表面に所定の距離離して配置され、信号処理部５０は、２個の振動源方位センサ５，７から取得した振動の方位及び所定の距離に基づいて、振動源の発生位置を算出する。
このような、振動源位置測定システム１では、２個の振動源方位センサ５，７により２箇所における振動源の方位が正確に検出できる。そして、その２個の振動方位センサを所定の距離離して配置することにより、その所定の距離を基線として振動源の発生位置を正確に算出することができる。
【００２６】
さらに、算出した振動の発生位置（振動源の位置）から２個の振動源方位センサ５，７のそれぞれの配置位置までの距離を算出する。そして、その距離と振動の伝搬速度から得られる振動の伝達時間の時間差と、ＧＰＳ受信機６０，６２から取得した２個の振動源方位センサ（５，７）が振動を取得した時刻の差を算出する。
さらに、振動の伝達時刻の差と２個の振動源方位センサ５，７が振動を取得した時刻の差とが所定の許容値以内である場合に、算出した発生位置を真の振動の発生位置とする。
これにより、振動源方位センサ５，７から得られた方位に誤差がある場合には、その方位により得られる振動源の発生位置を真の位置としないので、振動源の発生位置をより正確に特定することができる。
【００２７】
［第２実施形態］
次に、方位算出部４０において、ベクトル角により振動源の方位を算出する第２実施形態について図６に基づいて説明する。
基準信号を角周波数ωｒの正弦波とし、第１〜第３振動検出素子１０，２０，３０で検出される信号を角周波数ωｓ、基準信号との位相差φとすると、下記式２及び式３が成り立つ。
【数２】
2014002061.tif 000005
【数３】
2014002061.tif 000006
ここで、式２及び式３の右辺第２項、ｓｉｎ（２ωｔ＋φ）、ｃｏｓ（２ωｔ＋φ）は、周期的に変化する交流信号であるから、適切な周波数特性を有する低域通過フィルタ７０，７２（ＬＰＦ７０，７２）を用いて除去することができ、ｃｏｓφ、ｓｉｎφを抽出できる。
【００２８】
換言すれば、ある周期的信号（第１〜第３振動検出素子１０，２０，３０で検出される信号）のベクトル角を直交座標に変換できることを示していると見ることもできる。
これを、図に表すと図６（ａ）に示すようになる。つまり、入力信号をｃｏｓ（ωｓｔ＋φ）とし、その信号を２つに分岐し、分岐したそれぞれの信号に、乗算器でｓｉｎωｒｔ、ｃｏｓωｒｔを掛ける。そして、その信号を低域通過フィルタ７０，７２に通過させると、ｓｉｎφ及びｃｏｓφを得ることができる。
つまり、図６（ｂ）に示すように、ｃｏｓ（ωｓｔ＋φ）のベクトルがｃｏｓφ、ｓｉｎφで表すことができる。このφは、正弦波における位相（ベクトル角）である。
【００２９】
ここで、直交する線分の交点とＸ軸及びＹ軸に配置した第１〜第３振動検出素子１０，２０，３０に上述の位相弁別を適用すると第１〜第３振動検出素子１０，２０，３０から得られる信号のベクトル角（第１振動検出素子１０からの信号から得られるベクトル角をφ０、第２振動検出素子２０からの信号から得られるベクトル角をφｘ、第３振動検出素子３０からの信号から得られるベクトル角をφｙ）とする。
すると、図７に示すように、各ベクトル角の差は、第１〜第３振動検出素子１０，２０，３０の幾何学的配置のみによって決定されるから、振動源の方位θを得ることができる。
【００３０】
また、第１〜第３振動検出素子１０，２０，３０の配置間隔は既知であるから、ベクトル角の差は結局時間差と同じとなるので、式１で示される方位角θは、下記式４で示されるようにベクトル角の差で表すことができる。
【数４】
2014002061.tif 000007
このようにすると、時間領域で連続的に解析でき、地表面における反射波等の影響を除去しやすい。また、ある特定の周波数に対する解析であるため、ノイズ対策も容易である。
【００３１】
［その他の実施形態］
（１）上記実施形態では、第１振動源方位センサ５及び第２振動源方位センサ７の位置を予めＲＡＭに格納していたが、第１振動源方位センサ５及び第２振動源方位センサ７の位置を第１及び第２ＧＰＳ受信機６０，６２から取得するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１… 振動源位置測定システム  ５… 第１振動源方位センサ  ７… 第２振動源方位センサ  １０… 第１振動検出素子  ２０… 第２振動検出素子  ３０… 第３振動検出素子  ４０… 方位算出部  ５０… 信号処理部  ６０… 第１ＧＰＳ受信機  ６２… 第２ＧＰＳ受信機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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