(57)【要約】【課題】地盤の安定性や地盤の崩壊・崩落の危険性の評価の確度向上に寄与する地上基準点装置を提供する。【解決手段】合成開口レーダ（ＳＡＲ）解析を行うＳＡＲ測地システムの基準点に設けられる地上基準点装置１００であって、ＳＡＲから入射するＳＡＲ波を入射方向に反射するＳＡＲ波反射器１０と、全地球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）波を受信し、ＧＮＳＳ波に基づいて基準点の位置を示す位置情報を生成するＧＮＳＳ受信機２０と、少なくとも地盤の含水率を含む基準点下の地盤の状態を検出する地盤状態検出部３０と、位置情報と、地盤状態検出部３０の検出値とを含む基準点データを、外部に送信する基準点データ送信部４０とを有する地上基準点装置１００。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成開口レーダ（ＳＡＲ）解析を行うＳＡＲ測地システムの基準点に設けられる地上基準点装置であって、
ＳＡＲから入射するＳＡＲ波を入射方向に反射するＳＡＲ波反射器と、
全地球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）波を受信し、ＧＮＳＳ波に基づいて前記基準点の位置を示す位置情報を生成するＧＮＳＳ受信機と、
少なくとも地盤の含水率を含む前記基準点下の地盤の状態を検出する地盤状態検出部と、
前記位置情報と、前記地盤状態検出部の検出値とを含む基準点データを、外部に送信する基準点データ送信部と、を有する、地上基準点装置。
【請求項２】
前記地盤状態検出部は、前記基準点下の地盤中に埋め込まれ、少なくとも地盤の含水率を検出する地盤センサを備える、請求項１に記載の地上基準点装置。
【請求項３】
前記ＳＡＲ波反射器は、複数のコーナリフレクタを備え、
前記複数のコーナリフレクタは、
天頂を向いた垂線を中心として等角度間隔で並んでいると共に、
いずれも天頂および側方に向かって開口している、請求項１または２に記載の地上基準点装置。
【請求項４】
筒状を呈する筐体をさらに有し、
前記筐体は、
下端側に地盤に挿入される地盤挿入部を備える一方、
上端側に前記ＳＡＲ波反射器を支持する反射器支持部を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の地上基準点装置。
【請求項５】
前記地盤状態検出部が、前記地盤センサを備える場合に、
前記筐体の前記地盤挿入部には、前記地盤センサが設けられる、請求項４に記載の地上基準点装置。
【請求項６】
ＳＡＲ波を透過する材質から成り、前記ＳＡＲ波反射器の上部および側部を覆うレドームをさらに有し、
前記ＧＮＳＳ受信機は、前記レドーム上に設けられＧＮＳＳ波を受信するＧＮＳＳアンテナを備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の地上基準点装置。
【請求項７】
前記地盤状態検出部は、前記基準点下の地盤の状態として、地盤の含水率に加え、地盤の振動、および、地盤の温度の少なくとも一方をも検出する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の地上基準点装置。
【請求項８】
飛翔体に設けられたＳＡＲと、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の地上基準点装置と、
地上局と、を有し、
前記地上局は、前記ＳＡＲからのＳＡＲ解析前データまたはＳＡＲ解析後データと、前記地上基準点装置からの前記基準点データとに基づき、地盤の安定性ならびに地盤の崩壊・崩落の危険性の少なくとも一方を算出する測地情報処理部を備える、ＳＡＲ測地システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上基準点装置およびＳＡＲ測地システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星等の飛翔体を利用する測地システムとして、例えば、全地球測位衛星システム（Global Positioning System：ＧＰＳ）等の全地球測位衛星システム（Global Navigation Satellite System：ＧＮＳＳ）や、永続散乱体干渉合成開口レーダ（Persistent Scatterer Interferometry Synthetic Aperture Radar：ＰＳ−ＩｎＳＡＲ）解析等の合成開口レーダ（Synthetic Aperture Radar：ＳＡＲ）解析を行うＳＡＲ測地システムが知られている。
【０００３】
ＳＡＲ測地システムにおいては、地上基準点として自然地形や建造物等の利用が困難な場合などに、飛翔体から送信されるマイクロ波（ＳＡＲ波）を入射方向に反射するコーナリフレクタ（Corner Refrector：ＣＲ）等を有する地上基準点装置が使用されることがある。尚、ＳＡＲ測地システムにおいて、地上基準点の緯度、経度、高度といった絶対位置を得るために、ＧＮＳＳを併用することがある。
【０００４】
飛翔体を利用する測地システムに関する技術は、例えば、特許文献１、２に開示されている。
【０００５】
特許文献１は、ＳＡＲ測地システムに適用される地上基準点装置を開示している。特許文献１は、地上基準点装置として、ＣＲ等の受動型反射手段と、測位手段としてのＧＰＳ受信機とを併設した自動車を開示している。
【０００６】
特許文献２は、位置情報に加え、地盤の含水率等の他の情報をも取得する機能を有する無線通信装置を開示している。この無線通信装置は、測地システムの地上基準点装置ではないが、位置情報の取得部としてＧＰＳ受信機を有している。尚、この無線通信装置は、携帯端末の形態であり、地盤の含水率等の、位置情報以外の情報については、外部測定器から入力する方式を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−０９１６４９号公報
【特許文献２】特開２００７−１１０６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に開示されたものをも含め、この種のＳＡＲ測地システムによって、例えば、地盤の変動を示す情報を得ることができる。この地盤の変動を示す情報は、例えば、地盤の安定性や地盤の崩壊・崩落の可能性（危険性）の評価に有用である。地盤の安定性や地盤の崩壊・崩落の危険性の評価は、その確度が高い方が好ましい。このため、地盤の安定性や地盤の崩壊・崩落の危険性の評価の確度向上が要望されている。ここで、地盤の変動を示す情報に加え、例えば、地盤の含水率等の情報もあれば、地盤の安定性や地盤崩壊・崩落の危険性の評価の確度向上を図ることができると考えられる。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題を解決するための技術を提供することにあり、地盤の安定性や地盤の崩壊・崩落の危険性の評価の確度向上に寄与する地上基準点装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、合成開口レーダ（ＳＡＲ）解析を行うＳＡＲ測地システムの基準点に設けられる地上基準点装置であって、ＳＡＲから入射するＳＡＲ波を入射方向に反射するＳＡＲ波反射器と、全地球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）波を受信し、ＧＮＳＳ波に基づいて前記基準点の位置を示す位置情報を生成するＧＮＳＳ受信機と、少なくとも地盤の含水率を含む前記基準点下の地盤の状態を検出する地盤状態検出部と、前記位置情報と、前記地盤状態検出部の検出値とを含む基準点データを、外部に送信する基準点データ送信部とを有する地上基準点装置が得られる。
【００１１】
本発明によればまた、飛翔体に設けられたＳＡＲと、前記地上基準点装置と、地上局と、を有し、前記地上局は、前記ＳＡＲからのＳＡＲ解析前データまたはＳＡＲ解析後データと、前記地上基準点装置からの前記基準点データとに基づき、地盤の安定性ならびに地盤の崩壊・崩落の危険性の少なくとも一方を算出する測地情報処理部を備える、ＳＡＲ測地システムが得られる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による地上基準点装置は、地盤の安定性や地盤の崩壊・崩落の危険性の評価の確度向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態による地上基準点装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態によるＳＡＲ測地システムの構成を示す図である。
【図３】基準点データ（基準点データセット）の内容を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態による地上基準点装置は、合成開口レーダ（ＳＡＲ）解析を行うＳＡＲ測地システムの基準点に設けられる地上基準点装置であって、ＳＡＲ波反射器と、ＧＮＳＳ受信機と、地盤状態検出部と、基準点データ送信部とを有している。
【００１５】
ＳＡＲ波反射器は、ＳＡＲから入射するマイクロ波であるＳＡＲ波を入射方向に反射する。ＧＮＳＳ受信機は、全地球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）波を受信し、ＧＮＳＳ波に基づいて基準点の位置を示す位置情報を生成する。地盤状態検出部は、少なくとも地盤の含水率を含む基準点下の地盤の状態を検出する。基準点データ送信部は、位置情報と、地盤状態検出部の検出値とを含む基準点データを、外部に送信する。
【００１６】
上記の構成により、本発明による地上基準点装置は、地盤の安定性や地盤の崩壊・崩落の危険性の評価の確度向上に寄与する。
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明による地上基準点装置のより具体的な実施形態を説明する。
【００１８】
図１を参照すると、本発明の実施形態による地上基準点装置１００は、合成開口レーダ（ＳＡＲ）解析を行うＳＡＲ測地システムの基準点に設けられる地上基準点装置であって、ＳＡＲ波反射器１０と、ＧＮＳＳ受信機２０と、地盤状態検出部３０と、基準点データ送信部４０と、筐体６０とを有している。
【００１９】
ＳＡＲ波反射器１０は、ＳＡＲから入射するＳＡＲ波を入射方向に反射する。
【００２０】
ＧＮＳＳ受信機２０は、全地球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）波を受信し、ＧＮＳＳ波に基づいて基準点の位置を示す位置情報を生成する。
【００２１】
地盤状態検出部３０は、少なくとも地盤の含水率を含む基準点下の地盤の状態を検出する。尚、本発明において、地盤状態検出部は、基準点下の地盤の含水率の他に、圧電素子やマイクロフォン等によって基準点下の地盤の振動や、温度センサによって基準点下の地盤の温度等をも検出するようにしてもよい。
【００２２】
基準点データ送信部４０は、位置情報と、地盤状態検出部３０の検出値とを含む基準点データを、有線通信または無線通信により、上位装置、本例においては、後述する地上局に対して送信する。
【００２３】
図３に、基準点データの一例を示す。図３に示すように、基準点データ送信部４０から送信される地上基準点装置１００毎に固有の基準点データ（基準点データセット）は、ＧＮＳＳ受信機２０による基準点の位置情報と、地盤状態検出部３０の検出データ、即ち、基準点下の含水率等の地盤状態を示す情報とを含んでいる。
【００２４】
尚、基準点データのデータ形態としては、ＧＮＳＳ受信機２０による基準点の位置情報に基づく地図上の位置に、基準点下の含水率等の地盤状態を示す情報がプロットされたマッピングデータの形態であってもよい。このようにマッピングデータの形態をなす基準点データを基準点データ送信部４０から送信することにより、後述する地上局の測地情報処理部は、複数の地上基準点装置から得るマッピングデータの形態をなす基準点データと、ＳＡＲから受信したＳＡＲ解析前データまたはＳＡＲ解析後データとを効率よく重畳することができ、測地情報処理結果の分析に有用な情報を与えることができる。さらに、ＧＮＳＳ受信機２０は、時刻情報を取得することができるため、地盤状態を示す情報を含む基準点データを、さらに地盤状態検出部３０の検出時刻に応じて時系列に並べて成るテーブル形態の基準点データを、基準点データ送信部４０から送信するようにしてもよい。
【００２５】
筐体６０は、筒状等の地盤挿入・固定が容易な形態を呈している。筐体６０の筒状等の本体は、ＧＮＳＳ受信機２０と、地盤状態検出部３０と、基準点データ送信部４０とを内蔵している。筐体６０の天頂方向Ｚに沿った上下方向における下端側に地盤に挿入される地盤挿入部６２を備えている。一方、上下方向における上端側にＳＡＲ波反射器１０を支持する反射器支持部６３を備えている。図中、符号６５は、地上基準点装置１００の支持脚を示している。
【００２６】
ＳＡＲ波反射器１０は、複数のコーナリフレクタ、本例においては、４個のコーナリフレクタ１１Ａ〜１１Ｄを備えている。４個のコーナリフレクタ１１Ａ〜１１Ｄは、相互に、天頂方向Ｚを向いた垂線を中心として等角度間隔、本例の場合は９０度間隔で並んでいると共に、いずれも天頂および側方に向かって開口している。これにより、ＳＡＲ波反射器１０は、天頂を中心とする半球のいずれの方向から到来するＳＡＲ波に対しても、入射方向、即ち、ＳＡＲに対して反射波を返すことが可能である。このため、地上基準点装置１００を設置する際に、その上下方向が天頂方向Ｚに沿うようにさえすれば、天頂方向Ｚを中心とする回転方向の向きを、特定の方向に指向させる必要がなく、地上基準点装置１００は、設置の作業性に優れている。また、ＳＡＲ人工衛星の位置に応じてＳＡＲ波反射器１０をパン方向およびチルト方向に駆動する機構も不要であり、低コストに製造することができる。
【００２７】
地盤状態検出部３０は、少なくとも地盤の含水率を検出する地盤センサ３１を備えている。地盤センサ（含水率センサ）３１は、筐体６０の地盤挿入部６２に設けられており、基準点下の地盤中に所定の深度で埋め込まれる。
【００２８】
尚、地上基準点装置１００は、ＧＮＳＳ受信機２０、地盤状態検出部３０および基準点データ送信部４０に電力を供給する電源部をも有しているが、図示を省略している。電源部は、商用電源またはバッテリであってもよい。特に、所謂へき地等、商用電源の確保やバッテリの保守が困難な場所に地上基準点装置１００を設置する場合には、ＧＮＳＳ受信機２０、地盤状態検出部３０および基準点データ送信部４０の消費電力が可及的小さくなるように設計すると共に、電源部として、太陽電池、地熱発電素子、風力発電機等の自家発電手段と、充電式バッテリとの組み合わせを採用してもよい。
【００２９】
地上基準点装置１００はさらに、レドーム６４を有している。レドーム６４の表面には、防汚処理が施されている。レドーム６４は、ＳＡＲ波を透過する材質から成り、ＳＡＲ波反射器１０の上部および側部を覆っており、コーナリフレクタ１１Ａ〜１１Ｄの表面が汚れたり、酸化してＳＡＲ波の反射効率が低下することを防止する。ＧＮＳＳ受信機２０は、レドーム６４上のうち、ＳＡＲ波反射器１０によるＳＡＲ波の反射作用を阻害し難い位置に設けられている。ＧＮＳＳアンテナ２１を備えている。ＧＮＳＳアンテナ２１は、図示しない、必要な数量のＧＮＳＳ人工衛星からのＧＮＳＳ波を受信してＧＮＳＳ受信機２０に受信信号を出力する。尚、ＧＮＳＳ受信機２０とＧＮＳＳアンテナとの接続配線は、図示を省略している。
【００３０】
さらに図２をも参照すると、本発明の実施形態によるＳＡＲ測地システムは、少なくともＳＡＲと、後述する地上局との通信部を備えたＳＡＲ人工衛星４００と、ＳＡＲ人工衛星４００と通信可能な地上局２００と、図示しない必要台数のＧＮＳＳ人工衛星と、ＳＡＲ解析の基準点を示すものとして、地上の必要な場所に設けられた地上基準点装置１００−１〜１００−Ｎ（Ｎは、自然数）と、ネットワーク７００とを有している。
【００３１】
地上局２００は、測地情報処理部２０１を有している。測地情報処理部２０１は、ＳＡＲ人工衛星４００のＳＡＲから受信したＳＡＲ解析前データまたはＳＡＲ解析後データと、地上基準点装置１００−１〜１００−Ｎからネットワーク７００を介して得た基準点データとに基づき、基準点下およびその周辺の地盤の安定性ならびに地盤の崩壊・崩落の危険性の少なくとも一方を算出する。
【符号の説明】
【００３２】
１０    ＳＡＲ波反射器
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ  コーナリフレクタ
２０    ＧＮＳＳ受信機
２１    ＧＮＳＳアンテナ
３０    地盤状態検出部
３１    地盤センサ（含水率センサ）
４０    基準点データ送信部
６０    筐体
６２    地盤挿入部
６３    反射器支持部
６４    レドーム
６５    支持脚
１００、１００−１〜１００−Ｎ    地上基準点装置
２００    地上局
２０１    測地情報処理部
４００    ＳＡＲ人工衛星
７００    ネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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