(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表に近い最下層の電離層であるＤ層により反射された長波電波である標準電波を受信し、受信した標準電波のキャリア周波数の有理数倍の周波数を有する信号を、ループフィルタの時定数が２秒以上１００秒以下である位相同期回路を用いて前記標準電波に位相同期させた状態で生成する受信装置と、
前記受信装置により生成された信号の周波数を測定する周波数測定手段と、
を有する地殻変動検知装置。
【請求項２】
前記周波数測定手段は、毎秒８桁以上の周波数精度により前記受信装置により生成された信号の周波数を測定する請求項１記載の地殻変動検知装置。
【請求項３】
前記周波数測定手段は、前記位相同期回路を構成する電圧制御発振器の制御電圧を検出することにより前記受信装置により生成された信号の周波数を測定する請求項１または２記載の地殻変動検知装置。
【請求項４】
前記周波数測定手段は、受信したＧＰＳ電波を用いて基準周波数信号を生成するＧＰＳ周波数基準装置と、
前記ＧＰＳ周波数基準装置により生成された基準周波数信号に基づいて、前記受信装置により生成された信号の周波数を測定するタイムインターバルカウンタと、から構成される請求項１から３のいずれか１項記載の地殻変動検知装置。
【請求項５】
地表に近い最下層の電離層であるＤ層により反射された長波電波である標準電波を受信して、受信した標準電波のキャリア周波数の有理数倍の周波数を有する信号を、ループフィルタの時定数が２秒以上１００秒以下である位相同期回路を用いて前記標準電波に位相同期させた状態で生成し、
前記位相同期回路により生成された信号の周波数を測定する地殻変動検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地殻変動を検出して地震予知を行うための地殻変動検知装置および地殻変動検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地震被害を最小限に抑えるために地震予知を行うための研究が様々な方法により行われている。地震予知を行うことが可能となれば、地震発生の前に、建造物からの脱出、化学プラントや原子力発電所のシャットダウン、走行中の自動車の停止または安全な場所への避難、利用中のガス器具などの停止等を行うことが可能となり地震被害を大幅に軽減することができるようになる。
【０００３】
地殻変動の観測や地震予知に関する方法としては、従来から数多くの方法が提案がなされている。例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System)や三角測量での位置測定により地殻の移動を検知して、地盤内に蓄積された歪エネルギーの分布状態から断層を生ずる可能性を推定する方法が提案されている。また、大陸プレートが沈み込む部分でのアスペリィティーによる周期的な地震発生を過去の経過及びアスペリティー周辺での微小地震の発生頻度、地殻変動などから地震の発生を予測する方法も提案されている。また、地殻応力による電流の発生を観測し地震を予測するＶＡＮ（Varotsos Alexopouls Nomicos）法を用いた方法も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、生体が異常を検出するのを何らかの方法で捕らえる方法や、地震が発生する際の電磁波ノイズを検知することにより地震予知を行う方法も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
さらに、ＶＬＦ（Very Low Frequency：超長波）電波であるオメガ電波の波形を観測し、波形異常を検出することにより地震の予兆である大気プラズマの発生を検出して地震予知を行う方法も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
また、地殻の変化に対応した電離層（イオノスフェアー）の変化を電波の伝搬異常から測定する方法も提案されている。このような電離層の変化を検出する方法としては、異なる周波数のＧＰＳ電波を使い電離層のイオン濃度変化や擾乱を観測し地震を予測する方法や、ＶＨＦ・ＦＭ送信局からの電波の異常伝播を観測する方法も提案されている。また、地表に近い最下層の電離層であるＤ層により反射されるＬＦ（Low Frequency：長波）電波の受信強度及び位相の変化を長期的に観測し、朝夕のターミネータ・タイムの開きから地震を予測する方法も提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２５１７１３号公報
【特許文献２】特開平９−９００５１号公報
【特許文献３】特開平８−３３４５６９号公報
【非特許文献１】International Workshop on Seismo Electromagnetics IWSE-2005 Programme and Extended Abstract, March 15-17, 2005
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来技術では、様々な方法により地殻の変動を検知して地震予知を行おうとしているが、いずれの方法についてもまだ研究中であり、確実に地震予知を行うことができる方法は存在しない。
【０００９】
本発明の目的は、地殻変動をより高い精度で検知してより正確な地震予知を行うことが可能な地殻変動検知装置および地殻変動検知方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［地殻変動検知装置］
上記目的を達成するために、本発明の地殻変動検知装置は、電離層により反射された電波を受信し、受信した電波のキャリア周波数の有理数倍の周波数を有する信号を位相同期回路を用いて前記電波に位相同期させた状態で生成する受信装置と、
前記受信装置により生成された信号の周波数を測定する周波数測定手段とを有する。
【００１１】
好ましくは、電離層により反射された電波が、長波電波または超長波電波である。
【００１２】
好ましくは、前記位相同期回路のループフィルタの時定数が２秒以上１００秒以下である。
【００１３】
好ましくは、前記周波数測定手段は、毎秒８桁以上の周波数精度により前記受信装置により生成された信号の周波数を測定する。
【００１４】
本発明によれば、電離層により反射された長波電波または超長波電波を受信して、この受信した電波に位相同期した信号を位相同期回路を用いて生成する際に、ループフィルタの時定数を２秒以上１００秒以下に設定することにより、従来の方法では検出されなかった短時間の周波数変動を検出することにより地震発生前の直前予知が可能になる。
本発明で述べる時定数は、あくまでも位相比較器の出力が飽和せずリニア動作している範囲で設定されるものを指す。位相比較器の出力（デューディ）が飽和してリニア動作から外れた場合は位相比較器が出力できる最大電流がループフィルタのコンデンサに充電するスピードが問題となるため、目的とする周波数変異の１／２に周波数変異が到達する時間の２倍の時間をここで述べる時定数とする。さらに、電圧制御発振器内部や、デカップリングのためのコンデンサ、スイッチ、又、周波数ではなく位相出力として検出する場合の出力電圧平滑のための抵抗やコンデンサ等の及ぼす影響が無視出来ない場合、これらを含んだ回路の動作が、目的とする周波数変異の１／２に到達するに要する時間の２倍の時間をここで述べる時定数とする。
【００１５】
前記周波数測定手段は、前記位相同期回路を構成する電圧制御発振器の制御電圧を検出することによっても前記受信装置により生成された信号の周波数を測定することが可能である。
【００１６】
好ましくは、前記周波数測定手段は、受信したＧＰＳ電波を用いて基準周波数信号を生成するＧＰＳ周波数基準装置と、
前記ＧＰＳ周波数基準装置により生成された基準周波数信号に基づいて、前記受信装置により生成された信号の周波数を測定するタイムインターバルカウンタと、から構成される。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、電離層により反射された電波に位相同期した信号を生成する際に用いる位相同期回路のループフィルタの時定数を２秒以上１００秒以下にすることにより、より正確な地震予知を行うことが可能になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［背景］
まず、本発明の理解を助けるために、その背景及び概略を説明する。
上記でも説明したように、ＬＦ（またはＶＬＦ）電波を用いて電離層の伝搬異常を検出しようとした場合、オメガ送信局、ローラン送信局、ＪＪＹ（標準周波数局）等の電波送信局からの電波を用いる受信装置では、位相同期回路の時定数が数分〜数十分と長く設定されている。そのため、従来技術による地殻変動検知方法は、ＬＦ電波を用いて電離層の伝搬異常を検出する場合でも、日単位や１週間単位の信号強度変化や位相変化を観測するものがほとんどであった。そして、このように日単位や１週間単位の信号強度変化や位相変化を観測する方法では、検知する地殻変動も日単位という長い周期のものであった。
【００１９】
ここで、本願の発明者らは、地殻変動の直前又は初期に送信機から発射されたＬＦ電波の受信周波数が変動することを見いだした。これは送信機から発射されたＬＦ電波が電離層（Ｄ層）で反射される際に、地殻変動による反射域の変動によるドップラー効果により、周波数変動を起こすものと考えられる。この現象の理由としては、地震発生直前に地殻応力により地殻に巨大な電流が流れ、この電流により磁場が発生して最下層の電離層であるＤ層が影響を受けるのではないかと考えられる。そして、本願の発明者らは、この周波数変動を検出することにより地殻変動を検知して地震予知を行うことを考えるに至った。
【００２０】
ＬＦ電波が電離層で反射される際に、地殻変動による反射域の変動により周波数変動を起こす様子を図１に示す。電離層は、地球表面から近い順にＤ層、Ｅ層、Ｆ１層、Ｆ２層という４つの層に分かれて構成されている。本発明により用いられるＶＬＦ／ＬＦ波は、これらの電離層のうち最下層のＤ層により反射される。ＬＦ波は、周波数３０〜３００ｋＨｚ（波長１０ｋｍ〜１ｋｍ）の電波であり、ＶＬＦ波は、周波数３〜３０ｋＨｚ（波長１００ｋｍ〜１０ｋｍ）の電波である。
【００２１】
この図１では、送信局１００から送信されたＬＦ波がＤ層の電離層で反射されて受信局２００に到達している。ここで、送信局１００と受信局２００との間の経路のどこかで地震が発生する直前に、Ｄ層の反射域が変動し、ドップラー効果により反射された後のＬＦ波の周波数が変化すると考えられる。つまり、受信局２００において受信する周波数を監視し、周波数変動を検出することができれば地殻変動の発生を事前に検知することができ、いわゆる地震予知を行うことが可能となる。
【００２２】
しかし、上述したように従来の標準電波受信装置では、位相同期回路の時定数が長時間に設定されているため、このような従来の標準電波受信装置を用いたのでは、短時間の周波数変動を検出することはできない。
【００２３】
そこで、本発明では、標準電波受信装置における位相同期回路のループフィルタの時定数を短く設定し、電離層で反射されたＶＬＦ／ＬＦ波の短時間における周波数変動を観測することにより地殻変動を検知して地震発生の予知を行う。
【００２４】
[実施形態]
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図２は本発明の一実施形態の地殻変動検知装置の構成を示すブロック図である。
【００２５】
本実施形態の地殻変動検知装置は、図２に示されるように、ループアンテナ１０と、プリアンプ２０と、受信機３０と、ＧＰＳアンテナ４０と、ＧＰＳ周波数基準装置５０と、タイムインターバルカウンタ６０と、データ記録装置７０とを有している。
【００２６】
なお、本実施形態では、基準周波数／時間を送信している総務省管轄のＪＪＹ送信局からの４０ｋＨｚ標準電波を用いて地殻変動を検知する場合を用いて説明するが、他の送信局から送信されているキャリア信号を用いて地殻変動を検知するようにしてもよい。
【００２７】
プリアンプ２０は、ループアンテナ１０により受信された４０ｋＨｚの標準電波を増幅する。
【００２８】
受信装置３０は、プリアンプ２０により増幅された４０ｋＨｚの標準電波を入力し、入力された標準電波のキャリア周波数４０ｋＨｚの有理数倍の周波数を有する信号を、位相同期回路を用いて標準電波に位相同期（フェーズロック）させた状態で生成する。
【００２９】
なお、本実施形態では、受信機３０は、標準周波数４０ｋＨｚの２５０倍の１０ＭＨｚの信号を、標準電波に位相同期させてタイムインターバルカウンタ６０に対して出力するものとして説明を行う。
【００３０】
ＧＰＳ周波数基準装置５０は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を受信して精度の高い１０ＭＨｚの基準周波数信号を生成する。
【００３１】
本実施形態の地殻変動検知装置では、ＧＰＳ周波数基準装置５０により生成された信号を基準周波数信号として用いているが、恒温水晶発振器（ＯＣＸＯ:Oven Controlled Crystal Oscillator）、ルビジウム、セシウム、水素メーザ発振器等を用いて生成された信号を基準周波数信号として用いるようにしてもよい。また、標準送信局から直接波として受信したＬＦ波を用いて基準周波数信号を生成するようにしてもよい。
【００３２】
タイムインターバルカウンタ６０は、受信機３０からの標準電波に同期した１０ＭＨｚの信号と、ＧＰＳ周波数基準装置５０からの１０ＭＨｚの基準周波数信号の波形をそれぞれ記憶して、１Ｈｚ以下の桁、例えば１０,０００,０００,００１ｍＨｚを１秒のゲートタイムで計測できるようにした装置である。一般的な周波数カウンタでは、１ｍＨｚの桁を計測するためには１０００秒以上必要となってしまう。
【００３３】
このような機能により、タイムインターバルカウンタ６０は、ＧＰＳ周波数基準装置５０により生成された基準周波数信号に基づいて、受信装置３０により生成された信号の周波数を測定する。
ここで、１ｍＨｚ（ミリヘルツ）とは、１Ｈｚの１／１０００の周波数を表している。
【００３４】
そして、このＧＰＳ周波数基準装置５０とタイムインターバルカウンタ６０とにより周波数測定手段が構成され、受信装置３０により生成された１０ＭＨｚの信号の周波数の測定が行われる。
【００３５】
また、受信機３０は、図３に示されるように、増幅器３１、３３、３９と、全波整流器３２と、位相比較器３４と、分周期３５と、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）３６と、切替スイッチ３７と、ループフィルタ３８とから構成されている。
【００３６】
全波整流器３２は、プリアンプ２０、増幅器３１を介して入力された４０ｋＨｚの高周波信号に対して全波整流を行って８０ｋＨｚの信号として出力する。また、全波整流器３２は、標準電波に重畳されているタイムコード信号を抽出して切替スイッチ３７に出力する。
ここでタイムコード信号とは、標準電波に時刻情報が含まれていることを示す信号である。
【００３７】
位相比較器３４は、増幅器３３により増幅された８０ｋＨｚの信号と、分周期３５からの８０ｋＨｚの信号との位相差を検出し、検出された位相差が小さくなるような信号を出力する。
【００３８】
分周期３５は、電圧制御発振器３６により生成された信号を１／１２５で分周して位相比較器３４に出力する。
電圧制御発振器３６は、ループフィルタ３８により生成された制御電圧に応じた周波数の信号を出力する。
【００３９】
切替スイッチ３７は、全波整流器３２からタイムコード信号が出力されている場合に、位相比較器３４からの出力をループフィルタ３８に出力する。そのため、ループフィルタ３８は、標準電波中に時刻情報が含まれている時のみ位相比較器３４からの出力を取り込むようになっている。
【００４０】
ループフィルタ３８は、切替スイッチ３７を介して入力された位相比較器３４の出力信号に含まれる高周波成分を除去して、電圧制御発振器３６に出力する直流の制御電圧を生成するためのフィルタである。
【００４１】
ここで、一般的にＰＬＬ（Phase-Locked Loop：位相同期ループ）回路を構成するループフィルタの時定数を長くすると安定した受信を行うことが可能になるが追従性が悪くなる。また、逆に時定数を短く設定すると追従性は向上するが受信安定性が悪化してしまう。
【００４２】
そのため、電離層は短時間でかなり急激な変動をしており、位相同期回路のループフィルタ３８の時定数があまりに短いと大きな変動となり電離層の平均的な動きを捉えることが難しくなる。また、時定数があまり長すぎると、大きな変化に追従することができなくなる。そのため、電離層で反射されたＬＦ波の周波数変動を計測するための受信装置におけるループフィルタの時定数としては２秒以上１００秒以下程度が好ましい。よって、本実施形態の地殻変動検知装置におけるループフィルタ３８の時定数は、５０秒に設定されている。
【００４３】
次に、本実施形態の地殻変動検知装置の動作を図面を参照して詳細に説明する。
ループアンテナ１０により補足された４０ｋＨｚの標準電波は、プリアンプ２０により増幅された後に受信機３０に入力される。受信機３０では、４０ｋＨｚの周波数を全波整流器３２により全波整流して周波数８０ｋＨｚの信号が生成される。そして、位相比較器３４、分周器３５、電圧制御発振器３６、ループフィルタ３８から構成される位相同期回路により、電圧制御発振器３６により生成される１０ＭＨｚの信号は、全波整流器３２により生成された８０ｋＨｚの信号に同期されることになる。そして、電圧制御発振器３６により生成された１０ＭＨｚの信号は、増幅器３９を介してタイムインターバルカウンタ６０に出力される。
【００４４】
そして、電圧制御発振器３６により生成された１０ＭＨｚの信号は、ＧＰＳ周波数基準装置５０からの基準周波数信号をレファレンスとしたタイムインターバルカウンタ６０において、１０桁／秒の精度により、ゲートタイム１秒、間隔１０秒で計測され、パーソナルコンピュータ等のデータ記録装置７０に取り込まれる。
【００４５】
ここでタイムインターバルカウンタ６０は、少なくとも８桁／秒（毎秒８桁）以上の周波数精度で受信装置３０により生成された信号の周波数を計測することが必要である。
【００４６】
なお、周波数の変動要因は、地殻応力−地殻電流−磁気または磁場／電磁波発生−電離層への影響−受信周波数のずれ発生という本発明の検出目的とするもの以外に、太陽活動などの要因による場合がある。したがって、本発明による観測により精度の高い地震予知を行うためには、安定した電離層（イオノスフェアー）を利用することが好ましい。例えば、ＬＦ帯により最下層の電離層であるＤ層を利用する場合、日中はＤ層の電離層を利用することができるため比較的小さな地殻変動を捕らえることができるが、夜間はＤ層が消滅し、Ｅ層反射となるため、変動の検出感度は大きく低下することとなる。また、太陽フレアの発生している時は日中でも太陽フレアの影響のため地殻変動の観察は困難になる。
【００４７】
図２に示した本実施形態の地殻変動検知装置により、福島ＪＪＹ送信局（福島県田村市都路町：おおたかどや山標準電波送信所）の電波を東京都町田市にて受信した際の周波数変化を図４に示す。この図４に示したグラフは、特に大きな異常が認めらなかった約３日間の平均的な受信周波数の変化を示している。この図４を参照すると、日中±５ｍＨｚ、夜間±１００ｍＨｚ程度の周波数変動が観察された。
【００４８】
この図４からもわかるように夜間では、±１００ｍＨｚ程度の周波数ずれを検出することは困難であるが、昼間であれば±１０ｍＨｚ以上の周波数変動であれば検出可能なことがわかる。
【００４９】
[観測例１]
次に、本実施形態の地殻変動検知装置を用いて、福島ＪＪＹ送信局の電波を東京都町田市にて受信した際の異常時の観測例を図５に示す。
【００５０】
図５は、２００５年６月１２日、朝９時５分に栃木県において発生したＭ３．４の地震発生前後の観測波形である。この図５を参照すると、夜間の変動が収まり、日中の安定な状態の時に異常が検出されていることがわかる。
【００５１】
８時４０分頃から電圧制御発振器の周波数１０ＭＨｚの低下が認められ、周波数変動は８時４６分と８時５０分に約−３０ｍＨｚに達し、その後上昇して９時２分には約＋１０ｍＨｚとなっている。つまり、地震発生の約２５分前から周波数低下がおき始め１５分前には異常が明確になっていることがわかる。この図５は、周波数変動の異常を検出することにより、地震発生前の予知が可能であることを示している。
【００５２】
ただし、Ｄ層が消滅している夜間帯では不安定なＥ層反射により通常時の周波数変動が大きいため、夜間帯ではこのような小規模の地震に伴う周波数変動は検出することができないと思われる。
【００５３】
[観測例２]
次に、本実施形態の地殻変動検知装置を用いて、福島ＪＪＹ送信局の電波を東京都町田市にて受信した際の異常時の別の観測例を図６、図７に示す。ただし、ここでは、タイムインターバルカウンタ６０として１２桁／秒の精度を有するものを用いて測定を行った。
【００５４】
図６、図７は、２００５年７月２３日、１６時３５分に発生したＭ５．７の千葉県北西地震発生前後の観測波形である。図６は、７月２３日１４時１３分から地震発生直後迄の観測波形であり、図７は、地震発生直前の周波数変化を時間軸を伸ばして示した波形である。
【００５５】
図６を参照すると、１４時１６分頃から＋３００ｍＨｚ〜−１７０ｍＨｚ程度の大きな周波数変動が観測されていることがわかる。また、図６、図７を参照すると、地震発生直前には−２５０ｍＨｚの周波数変動が観測されていることがわかる。さらに、図７を参照すると、地震発生の約７分前から周波数の低下が始まり、地震発生の約４分前には最低点の−２５０ｍＨｚに到達していることがわかる。また、地震発生時点での周波数変動は＋５０ｍＨｚであった。
【００５６】
この図６、図７に示した例では、地震発生の約２時間前に地殻変動が検知され、地震発生前の予知を行うことが可能であることを示している。
【００５７】
このように、本実施形態の地殻変動検知装置によれば、電離層で反射されたＬＦ電波の周波数変動を観測することにより、上記の観測例１、２に示されるように、地震発生の２５分、２時間前に地震の発生を予測することが可能であった。
【００５８】
つまり、本実施形態の地殻変動検知装置によれば、受信機３０の位相同期回路の時定数を短くして、電離層で反射されたＬＦ電波の短時間の周波数変動を検出することにより地震発生前数時間〜数分前に地震発生の予兆を検出する直前予知を行うことが可能となる。
【００５９】
なお、本実施形態の地殻変動検知装置は、標準電波送信局から発射されたＬＦ電波が電離層で反射される際に、ドップラー効果により受信周波数が変動することを用いて地殻変動の検出を行っている。そのため、送信局と受信装置との間の距離は、直接波が届かないよう設定する必要がある。そして、本実施形態の地殻変動検知装置により周波数変動が検出された場合には、送信局と受信装置との間のいずれかの場所で地殻変動が発生したことが予測される。ただし、パルス状の電波により計測が可能であるならば、送受信２点間の距離は直接波の届く範囲であってもかまわない。
【００６０】
さらに、地殻変動が発生した場所をさらに詳しく特定するために、異なる複数の場所に設定された送信設備からの電波を１箇所の受信装置により受信し、異なる複数の場所に設定された受信装置を相互にインターネット等の通信手段により接続して情報を交換することにより、発生場所を限定するとともにより精度の高い地震予知が可能になる。
【００６１】
[変形例]
上記実施形態では、ＧＰＳ周波数基準装置５０とタイムインターバルカウンタ６０からなる周波数測定手段を用いて、受信機３０の出力周波数の変動を観測する場合を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、受信機３０の出力周波数の変動を高精度で測定することができるものであればどのような手段を用いてもよい。
【００６２】
また、受信機３０の出力周波数を直接計測することなく、受信機３０内の電圧制御発振器３６の制御電圧を計測することによって周波数変動を間接的に観測するようにしてもよい。
【００６３】
電圧制御発振器３６は、ループフィルタ３８からの制御電圧に基づいて生成する信号の周波数を変化させるものであるため、この制御電圧を監視することによって、電圧制御発振器３６により生成される信号の周波数変化を検知することが可能だからである。
【００６４】
このように、電圧制御発振器３６への制御電圧を測定することにより周波数変動を検出するようにすれば、ＧＰＳ周波数基準装置５０やタイムインターバルカウンタ６０は不要となり、低コストにより地殻変動検知装置を実現することが可能となる。
【００６５】
また、上記実施形態では、１つ位相同期回路を用いて受信電波に対する位相同期を行う場合を用いて説明しているが、２つの位相同期回路を設け、先ず受信した電波を第１の電圧制御発振器により補足し、これにさらに時定数の長い第２の電圧制御発振器を同期（相互の実数倍の周波数が合致する条件で）させても良い。
【００６６】
これとは別に、短期間に同期できる時定数の短いラグリードフィルタ等により同期させた電圧制御発振器への制御電圧をＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換して平均化するようにしてもよい。このように平均化を行うことにより正確な周波数を得ることが可能となる。また、平均化されたデジタル信号を所定の時定数を与えてＤ／Ａ変換器によりアナログ信号の制御電圧に変換して電圧制御発振器に戻すようにしてもよい。さらに、複数の異なる時定数を有する受信設備とすることもできる。
【００６７】
さらに、本実施形態では、ＬＦ電波を用いて最下層の電離層であるＤ層の変動を検知する場合を用いて説明しているが、本発明はこのような場合に限定されるものではない。当然ながら、ＶＬＦ電波を用いてＤ層の変動を検出するようにしてもよい。さらに、ある程度以上のマグニチュードの地殻変動であればＥ層の状態にも影響を与える可能性があり、ＶＬＦ／ＬＦ電波またはＶＬＦ／ＬＦ電波とは異なる周波数の電波によりＥ層の変動を検出して地殻変動を検出することができる可能性もある。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】送信機から発射された電波が電離層で反射される際に、地殻変動による反射域の変動によるドップラー効果により、周波数変動を起こす様子を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態の地殻変動検知装置の構成を示すシステム図である。
【図３】図２中の受信機３０の構成を示すブロック図である。
【図４】特に大きな異常が認めらなかった約３日間の平均的な受信周波数の変化を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態の地殻変動検知装置により異常を検知した際の受信周波数の変化の一例を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態の地殻変動検知装置により異常を検知した際の受信周波数の変化の他の例を示すグラフである。
【図７】図６のグラフにおいて、地震発生直前の周波数変化を時間軸を伸ばした波形を示したグラフである。
【符号の説明】
【００６９】
１０    ループアンテナ
２０    プリアンプ
３０    受信機
３１    増幅器
３２    全波整流器
３３    増幅器
３４    位相比較器
３５    分周期
３６    電圧制御発振器
３７    切替スイッチ
３８    ループフィルタ
３９    増幅器
４０    ＧＰＳアンテナ
５０    ＧＰＳ周波数基準装置
６０    タイムインターバルカウンタ
７０    データ記録装置
１００    送信局
２００    受信局
【図１】
0004721945.tif 000002
【図２】
0004721945.tif 000003
【図３】
0004721945.tif 000004
【図４】
0004721945.tif 000005
【図５】
0004721945.tif 000006
【図６】
0004721945.tif 000007
【図７】
0004721945.tif 000008