(57)【要約】【課題】データの信頼性の低下を損なうことなく、同期のずれを校正することができるデータサンプリング装置、地震計およびプログラムを提供する。【解決手段】ＧＰＳ受信部８により受信されたＧＰＳ信号に含まれるクロック信号とデータサンプリングタイミングとが同期しているか否かを判断する判断手段（例えば、ＣＰＵ５など）と、前記判断手段により前記クロック信号と前記データサンプリングタイミングとが同期していないと判断された場合に、前記第１のサンプリング周波数から第２のサンプリング周波数に変更するとともに、前記第２のサンプリング周波数に変更された後、前記判断手段により前記同期信号と前記データサンプリングタイミングとが同期していると判断された場合に、前記第２のサンプリング周波数から前記第１のサンプリング周波数に変更する変更手段（例えば、ＣＰＵ５など）と、を備えた。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のサンプリング周波数によりサンプリングしたデータと時刻データとを対応付けて記憶させるデータサンプリング手段を備えたデータサンプリング装置であって、
ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に含まれるクロック信号と前記データサンプリング手段によるデータサンプリングタイミングとが同期しているか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により前記クロック信号と前記データサンプリングタイミングとが同期していないと判断された場合に、前記第１のサンプリング周波数から第２のサンプリング周波数に変更するとともに、前記第２のサンプリング周波数に変更された後、前記判断手段により前記同期信号と前記データサンプリングタイミングとが同期していると判断された場合に、前記第２のサンプリング周波数から前記第１のサンプリング周波数に変更する変更手段と、
を備えることを特徴とするデータサンプリング装置。
【請求項２】
請求項１記載のデータサンプリング装置において、
前記第２のサンプリング周波数を設定する設定手段を備えることを特徴とするデータサンプリング装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のデータサンプリング装置を備えた地震計であって、
前記データサンプリング手段は、振動データのサンプリングを行うことを特徴とする地震計。
【請求項４】
コンピュータに、
第１のサンプリング周波数によりデータサンプリングを行わせる機能と、
ＧＰＳ信号に含まれるクロック信号と、データサンプリングタイミングとが同期しているか否かを判断させ、クロック信号とデータサンプリングタイミングとが同期していないと判断された場合に、前記第１のサンプリング周波数から第２のサンプリング周波数に変更するとともに、前記第２のサンプリング周波数に変更された後、クロック信号とデータサンプリングタイミングとが同期していると判断された場合に、前記第２のサンプリング周波数から前記第１のサンプリング周波数に変更する制御を行わせる機能と、
を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の周波数でデータサンプリングを行うデータサンプリング装置、地震計及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
地震計等においては、所定の周波数で振動データのデータサンプリングが行われる。地震計における振動データは、時刻データと対応付けられて記憶されるので、クロック信号と、サンプリングタイミングとの同期をとることが重要である。そこで、従来の地震計では、例えば、図３の▲１▼に示すように、クロック信号とサンプリングタイミングとの同期がずれると、次クロック信号の立ち上がりの際、サンプリングタイミングをクロック信号に強制的に同期させる制御を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、同期のずれを一つのサンプリングタイミングで強制的に校正しようとすると、同期をとる瞬間のサンプリングの幅が極端に狭くなってしまう場合があり、そうするとデータの連続性が損なわれ、信頼性が低下してしまうという問題があった。
【０００４】
本発明の課題は、データの信頼性を損なうことなく、同期のずれを校正することができるデータサンプリング装置、地震計およびプログラムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、例えば、図１〜３に示すように、
第１のサンプリング周波数によりデータサンプリングを行うデータサンプリング手段（例えば、ＣＰＵ５、ＲＯＭ７中のデータサンプリングプログラムなど）を備えたデータサンプリング装置であって、
ＧＰＳ信号を受信する受信手段（例えば、ＧＰＳ受信部８など）と、
前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に含まれるクロック信号と前記データサンプリング手段によるデータサンプリングタイミングとが同期しているか否かを判断する判断手段（例えば、ＣＰＵ５、ＲＯＭ７中の同期判断プログラムなど）と、
前記判断手段により前記クロック信号と前記データサンプリングタイミングとが同期していないと判断された場合に、前記第１のサンプリング周波数から第２のサンプリング周波数に変更するとともに、前記第２のサンプリング周波数に変更された後、前記判断手段により前記同期信号と前記データサンプリングタイミングとが同期していると判断された場合に、前記第２のサンプリング周波数から前記第１のサンプリング周波数に変更する変更手段（例えば、ＣＰＵ５、ＲＯＭ７中のサンプリング周波数変更プログラムなど）と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、判断手段によりクロック信号とデータサンプリングタイミングとが同期していないと判断された場合に、第１のサンプリング周波数から第２のサンプリング周波数に変更するとともに、第２のサンプリング周波数に変更された後、前記判断手段により同期信号とデータサンプリングタイミングとが同期していると判断された場合に、第２のサンプリング周波数から第１のサンプリング周波数に変更されるので、従来のような強制的な同期校正と比較して、校正区間が比較的滑らかになり、データの連続性が損なわれることなく、データの信頼性が向上するとともに、同期のずれを校正することができる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のデータサンプリング装置において、
前記第２のサンプリング周波数を設定する設定手段（例えば、入力部９、ＣＰＵ５など）を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、設定手段により、第２のサンプリング周波数の設定ができるので、サンプリングされるデータの特性に合わせて同期校正を行うことができることとなって、使い勝手のよいものとすることができる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のデータサンプリング装置を備えた地震計であって、
前記データサンプリング手段は、振動データのサンプリングを行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、振動データのように、データの連続性が必要とされるものについて、かかる同期校正を行うことは極めて効果が顕著である。
【００１１】
請求項４記載の発明は、コンピュータに、
第１のサンプリング周波数によりデータサンプリングを行わせる機能と、
ＧＰＳ信号に含まれるクロック信号と、データサンプリングタイミングとが同期しているか否かを判断させ、クロック信号とデータサンプリングタイミングとが同期していないと判断された場合に、前記第１のサンプリング周波数から第２のサンプリング周波数に変更するとともに、前記第２のサンプリング周波数に変更された後、クロック信号とデータサンプリングタイミングとが同期していると判断された場合に、前記第２のサンプリング周波数から前記第１のサンプリング周波数に変更する制御を行わせる機能と、
を実現させるためのプログラムである。
【００１２】
請求項４記載の発明によれば、かかるプログラムをコンピュータに組み込むことで、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照して本発明を適用した地震計の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
本発明を適用した地震計１は、ＧＰＳ信号を受信し、このＧＰＳ信号に含まれる時刻情報に基づいて、定期的（例えば、１秒ごと）にクロック信号を発生する。そして、このクロック信号を基準として、データのサンプリングタイミングの校正を行う。
【００１５】
まず、地震計１の構成を説明する。
図１は、地震計１の内部の主要な構成を示すブロック図である。
地震計１は、図１に示すように、センサ部２、アンプモジュール３、Ａ／Ｄ変換器４、ＣＰＵ５、ＲＡＭ６、ＲＯＭ７、ＧＰＳ受信部８、入力部９、記録部１０、時計部１１などから構成される。
【００１６】
センサ部２は、例えば、加速度の変化により地震計１が設置された場所の振動を検出し、検出した加速度等の電気信号をアナログ振動検出信号として、常時、アンプモジュール３に出力する。なお、センサ部２は、一つに限らず複数（例えば、図１では３個）備えたものであってもよい。
【００１７】
アンプモジュール３は、個々のセンサ部２にケーブル（図示省略）により接続され、接続されたセンサ部２から常時送信されるアナログ振動検出信号を増幅するアンプである。
Ａ／Ｄ変換器４は、個々のアンプモジュール３に接続され、接続されたアンプモジュール３により増幅されたアナログ振動検出信号を、振動値を数値で表したデジタル信号である振動データに変換し、ＣＰＵ５に出力するＡ／Ｄコンバータである。
【００１８】
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）５は、ＲＯＭ７に格納されているＩＰＬ（Ｉｎｉｔｉａｌ　Ｐｒｏｇｒａｍ　Ｌｏａｄｅｒ）プログラムやデータサンプリングプログラム等を実行して、データサンプリング信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換器４から所定の周波数で振動データをデータサンプリングし、サンプリングした振動データを一時的にＲＡＭ６内のワークメモリエリアに格納するとともに、記憶部１０に記憶する。
【００１９】
また、ＣＰＵ５は、判断手段として、同期判定プログラム及び周波数変更プログラムによりＡ／Ｄ変換器４から入力される振動データのサンプリングタイミングと、ＧＰＳ受信部８から定期的（例えば、１秒ごと）に入力される時刻校正のためのクロック信号とが同期しているか否かを判断する。そして、変更手段として、クロック信号とデータサンプリングタイミングとが同期していないと判断した場合に、第１のサンプリング周波数から第２のサンプリング周波数に変更する。また、ＣＰＵ５は、第２のサンプリング周波数に変更された後、クロック信号とデータサンプリングタイミングとが同期していると判断した場合に、第１のサンプリング周波数に変更する。かかる処理は、ＲＯＭ７に記憶された同期判断プログラム、周波数変更プログラム等を実行することにより行われる。
【００２０】
ここで、第１のサンプリング周波数とは、通常のサンプリング周波数であり、例えば、１００Ｈｚに設定されている。第２のサンプリング周波数とは、クロック信号とサンプリングタイミングの同期がとれていない場合に、通常のサンプリング周波数よりも周波数を上げたものであり、例えば、１０２Ｈｚに設定されるが、入力部９によって、第２のサンプリング周波数は変更可能となっている。
また、ＣＰＵ５は、設定手段として、入力部９から入力された第２のサンプリング周波数の設定変更信号に基づいて、第２のサンプリング周波数を変更する。
【００２１】
ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）７は、ＣＰＵ５によって振動計１の起動時に実行されるＩＰＬプログラムの他、データサンプリングプログラム、同期判断プログラム、周波数変更プログラム、および各プログラムを実行するための初期設定値等を格納する。
【００２２】
ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）６は、Ａ／Ｄ変換された振動データを一時的に格納するバッファエリアや、各種処理に係るプログラムや各種データを格納するワークメモリエリアを形成している。
【００２３】
ＧＰＳ受信部８は、図示しないＧＰＳアンテナ、ＧＰＳ受信器などから構成される。ＧＰＳアンテナは、ＧＰＳの周回衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号をＧＰＳ受信器に出力する。ＧＰＳ受信器は受信したＧＰＳ信号をＣＰＵ５に出力する。
【００２４】
入力部９は、各種設定値等を入力するための入力キー等により構成され、例えば、入力キーの押下により、第２のサンプリング周波数の設定変更信号をＣＰＵ５に出力する。
【００２５】
記憶部１０は、振動データを記憶するための記憶媒体１０ａを有しており、この記憶媒体１０ａは磁気的、光学的記憶媒体、若しくは半導体メモリで構成されている。また、この記憶媒体１０ａは記憶部１０に固定的に設けたもの、若しくは着脱自在に装着するものである。
【００２６】
時計部１１は、ＧＰＳ受信部８から定期的（例えば、１秒ごと）に入力される時刻校正のためのクロック信号に基づいて、随時、現在時刻の校正を行い、正確な現在時刻を算出する。そして、ＣＰＵ５は、数値化した振動データと現在時刻を示す時刻データを常時、記録部１０に出力する。
【００２７】
次に、上記地震計１におけるデータサンプリングの同期調整の動作を、図２のフローチャートを用いて説明する。
まず、地震計１の図示しない電源がＯＮされ、地震計１が起動すると、センサ部２は、設置された場所の振動を検出し、検出したアナログ振動検出信号をアンプモジュール３に出力する。そして、アンプモジュール３はアナログ振動検出信号を増幅してＡ／Ｄ変換器４に出力する。Ａ／Ｄ変換器４は、増幅されたアナログ信号検出信号をデジタルの振動データに変換し、ＣＰＵ５に出力する。
【００２８】
そして、ＣＰＵ５は、第１のサンプリング周波数により、振動データのデータサンプリングを行って、振動データを取得して、ＲＡＭ６に一時的に格納する（ステップＳ１）。このとき、ＣＰＵ５は、振動データと時計部１１から出力される時刻データとを対応付けてＲＡＭ６に記憶する。
【００２９】
次いで、ＣＰＵ５は、ＧＰＳ受信部８により受信したＧＰＳ信号のクロック信号が入力されたか否かを判断し（ステップＳ２）、クロック信号が入力されていないと判断した場合（ステップＳ２；Ｎｏ）には、ステップＳ１に戻る。一方、ＣＰＵ５は、クロック信号が入力されたと判断した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）には、クロック信号と、データサンプリングタイミングが同期しているか否かを判断する（ステップＳ３）。
そして、ＣＰＵ５は、クロック信号とデータサンプリング信号が同期していると判断した場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）には、再び、ステップＳ１に戻るが、同期していないと判断した場合（ステップＳ３；Ｎｏ）には、サンプリング周波数を第１のサンプリング周波数から第２のサンプリング周波数に変更する（ステップＳ４）。
具体的には、例えば、図３の▲２▼に示すように、第１のサンプリング周波数１００Ｈｚ（１０ｍｍｓｅｃ周期）を第２のサンプリング周波数１０２Ｈｚ（約９．８ｍｍｓｅｃ周期）に変更する。
次いで、ＣＰＵ５は、ステップＳ１と同様に、次の振動データを取得して、ＲＡＭ６に記憶する（ステップＳ５）。
【００３０】
次いで、ＣＰＵ６は、ステップＳ２と同様に、ＧＰＳ受信機８により受信したＧＰＳ信号のクロック信号が入力されたか否かを判断し（ステップＳ６）、クロック信号が入力されていないと判断した場合（ステップＳ６；Ｎｏ）には、ステップＳ５に戻る。一方、ＣＰＵ５は、クロック信号が入力されたと判断した場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）には、クロック信号と、データサンプリングタイミングが同期しているか否かを判断する（ステップＳ７）。
【００３１】
そして、ＣＰＵ５は、クロック信号とデータサンプリング信号が同期していないと判断した場合（ステップＳ７；Ｎｏ）には、再び、ステップＳ１に戻るが、同期していると判断した場合（ステップＳ８；Ｎｏ）には、サンプリング周波数を第２のサンプリング周波数から第１のサンプリング周波数に変更して（ステップＳ９）、再びステップＳ１に戻る。
【００３２】
以上のように、本発明に係る地震計によれば、クロック信号とデータサンプリングタイミングとが同期していない場合には、ＣＰＵ５はデータサンプリング周波数を変更し、同期がとれるまで変更した周波数でのサンプリングを行う。
これにより、従来の強制的な同期校正と比較して、校正区間が比較的滑らかになり、データの連続性が損なわれることなく、データの信頼性が向上する。特に、地震データは、データの連続性が重要なので、かかる同期校正は効果的である。
【００３３】
また、入力部９により、第２のサンプリング周波数の設定ができるので、サンプリングされるデータの特性に合わせて同期校正を行うことができることとなって、使い勝手のよいものとすることができる。
【００３４】
なお、上記説明した同期校正を行う手段を備えた装置は、地震計に限るものではなく、サンプリングデータと時刻データとを対応付けて記憶するデータサンプリング装置全てに適用可能である。
また、データサンプリング装置単体の説明は省略したが、上記地震計１においては、アンプモジュール３、Ａ／Ｄ変換器４、ＣＰＵ５、ＲＡＭ６、ＲＯＭ７、ＧＰＳ受信部８、記憶部１０などを備えた構成のものである。
また、データサンプリングプログラム、同期判断プログラム、周波数変更プログラムは、記憶部１０に備えていてもよいし、着脱自在な記憶媒体１０ａなどに記憶されていてもよい。また、通信手段を介して外部よりインストールしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、判断手段によりクロック信号とデータサンプリングタイミングとが同期していないと判断された場合に、第１のサンプリング周波数から第２のサンプリング周波数に変更するとともに、第２のサンプリング周波数に変更された後、前記判断手段により同期信号とデータサンプリングタイミングとが同期していると判断された場合に、第２のサンプリング周波数から第１のサンプリング周波数に変更されるので、従来のような強制的な同期校正と比較して、校正区間が比較的滑らかになり、データの連続性が損なわれることなく、データの信頼性が向上するとともに、同期のずれを校正することができる。
【００３６】
請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、設定手段により、第２のサンプリング周波数の設定ができるので、サンプリングされるデータの特性に合わせて同期校正を行うことができることとなって、使い勝手のよいものとすることができる。
【００３７】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、特に、振動データのように、データの連続性が必要とされるものについて、かかる同期校正を行うことは極めて効果が顕著である。
【００３８】
請求項４記載の発明によれば、かかるプログラムをコンピュータに組み込むことで、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】地震計１の内部の主要な構成を示すブロック図である。
【図２】地震計１における同期校正処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】ＧＰＳクロック信号とデータサンプリングタイミングの同期校正時のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１　　地震計
２　　センサ部
３　　アンプモジュール
４　　Ａ／Ｄ変換器
５　　ＣＰＵ
６　　ＲＡＭ
７　　ＲＯＭ
８　　ＧＰＳ受信部
９　　入力部
１０　　記憶部
１０ａ　記憶媒体
１１　　時計部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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