(57)【要約】【課題】積雪中に縦孔を掘削形成し、縦孔近傍の積雪の上方位置及び縦孔の内部にアンテナをそれぞれ配置し、縦孔の内部に配置されたアンテナを移動機構により上下移動可能に設け、電波送受信系統部により一方のアンテナから電波を送出すると共に一方のアンテナから送出された積雪中を透過してくる送信電波を他方のアンテナで受信し、積雪構造計測部によりアンテナの移動位置における受信電波の強度を計測することができる。【解決手段】積雪Ｓ中に縦孔Ｆを掘削し、縦孔近傍の積雪の上方位置及び縦孔の内部にアンテナＭ・Ｎをそれぞれ配置し、配置されたアンテナを上下移動可能に設け、一方のアンテナから電波Ｄを送出すると共に一方のアンテナから送出された積雪中を透過してくる送信電波を他方のアンテナで受信し、アンテナの移動位置における受信電波の強度ＰWを計測する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積雪中に縦孔を掘削し、該縦孔近傍の積雪の上方位置及び該縦孔の内部にアンテナをそれぞれ配置し、該縦孔の内部に配置されたアンテナを上下移動可能に設け、該一方のアンテナから電波を送出すると共に該一方のアンテナから送出された該積雪中を透過してくる送信電波を他方のアンテナで受信し、該アンテナの移動位置における受信電波の強度を計測し、該各々の移動位置における受信電波の強度に基づいて積雪層の数や層厚を計測することを特徴とする積雪層構造計測方法。
【請求項２】
積雪中に対向一対の縦孔を掘削し、該一対の縦孔の内部にそれぞれアンテナを配置し、該各縦孔の内部に配置された各アンテナを上下移動可能に設け、該一方のアンテナから電波を送出すると共に該一方のアンテナから送出された該積雪中を透過してくる送信電波を他方のアンテナで受信し、該アンテナの移動位置における受信電波の強度を計測し、該各々の移動位置における受信電波の強度に基づいて積雪層の数や層厚を計測することを特徴とする積雪層構造計測方法。
【請求項３】
上記送信電波の使用周波数帯は１ＧＨｚ〜３ＧＨｚとしていることを特徴とする請求項１又は２記載の積雪層構造計測方法。
【請求項４】
積雪中に縦孔を掘削形成し、該縦孔近傍の積雪の上方位置及び該縦孔の内部にアンテナをそれぞれ配置し、該縦孔の内部に配置されたアンテナを上下移動させる移動機構を設け、該一方のアンテナから電波を送出すると共に該一方のアンテナから送出された該積雪中を透過してくる該送信電波を他方のアンテナで受信する電波系統部を設け、該アンテナの移動位置における受信電波の強度を計測し、該各々の移動位置における受信電波の強度に基づいて積雪層の数や層厚を計測する積雪構造計測部を設けてなることを特徴とする積雪層構造計測装置。
【請求項５】
積雪中に対向一対の縦孔を掘削形成し、該一対の縦孔の内部にそれぞれアンテナを配置し、該各縦孔の内部に配置された各アンテナを上下移動させる移動機構を設け、該一方のアンテナから電波を送出すると共に該一方のアンテナから送出された該積雪中を透過してくる該送信電波を他方のアンテナで受信する電波系統部を設け、該アンテナの移動位置における受信電波の強度を計測し、該各々の移動位置における受信電波の強度に基づいて積雪層の数や層厚を計測する積雪構造計測部を設けてなることを特徴とする積雪層構造計測装置。
【請求項６】
上記送信電波を受信する受信機としてスーパーヘテロダイン方式検波受信機を用いていることを特徴とする請求項４又は５記載の積雪層構造計測装置。
【請求項７】
上記送信電波を受ける受信用のアンテナは八木宇田アンテナであることを特徴とする請求項４〜６記載の積雪層構造計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主として雪崩予知情報や雪崩観測等の防災分野に用いられる積雪層構造計測方法及びその計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、積雪は外部環境の変化により雪質や雪深が変化することにより、積雪の境界層や氷層が形成され、積雪の断面は多層の積雪層構造となり、各積雪層の密度変化等によりそれぞれの積雪層の誘電率が変化することが知られている。
【０００３】
従来、この種の積雪層構造計測方法として、図７の如く、積雪Ｓの上方に送信用アンテナＭ及び受信用アンテナＮを並設し、送信用アンテナＭから積雪Ｓ中に向けて電波Ｄを送信し、この送信電波Ｄは積雪Ｓ中で反射し、積雪Ｓの内部からの反射波を受信アンテナＮで受信し、この反射波の受信電波の強度に基づいて積雪Ｓ中の境界層や氷層の存在を計測するようにしたものが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１７０４３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらこれら反射方式の場合、送信用アンテナ及び受信用アンテナは近接して配置されているため、送信用アンテナから受信用アンテナへ直接に混入する直達波が存在するために受信機の飽和を誘い、必要な信号が隠蔽されてしまうことがあり、このため、過大な受発信装置、保護装置を必要とすることがあり、又、送信電波が拡散して受信電波の強度が弱くなり、積雪層が厚くなると雑音が大きくなり、Ｓ／Ｎ比が悪くなり、受信精度が低下することがあるという不都合を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明はこれらの不都合を解決することを目的とするもので、本発明のうちで、請求項１記載の方法の発明は、積雪中に縦孔を掘削し、該縦孔近傍の積雪の上方位置及び該縦孔の内部にアンテナをそれぞれ配置し、該縦孔の内部に配置されたアンテナを上下移動可能に設け、該一方のアンテナから電波を送出すると共に該一方のアンテナから送出された該積雪中を透過してくる送信電波を他方のアンテナで受信し、該アンテナの移動位置における受信電波の強度を計測し、該各々の移動位置における受信電波の強度に基づいて積雪層の数や層厚を計測することを特徴とする積雪層構造計測方法にある。
【０００６】
又、請求項２記載の方法の発明は、積雪中に対向一対の縦孔を掘削し、該一対の縦孔の内部にそれぞれアンテナを配置し、該縦孔の内部に配置された各アンテナを上下移動可能に設け、該一方のアンテナから電波を送出すると共に該一方のアンテナから送出された該積雪中を透過してくる送信電波を他方のアンテナで受信し、該アンテナの移動位置における受信電波の強度を計測し、該各々の移動位置における受信電波の強度に基づいて積雪層の数や層厚を計測することを特徴とする積雪層構造計測方法にある。
【０００７】
又、請求項３記載の方法の発明は、上記送信電波の使用周波数帯は１ＧＨｚ〜３ＧＨｚとしていることを特徴とするものである。
【０００８】
又、請求項４記載の装置の発明は、積雪中に縦孔を掘削形成し、該縦孔近傍の積雪の上方位置及び該縦孔の内部にアンテナをそれぞれ配置し、該縦孔の内部に配置されたアンテナを上下移動させる移動機構を設け、該一方のアンテナから電波を送出すると共に該一方のアンテナから送出された該積雪中を透過してくる該送信電波を他方のアンテナで受信する電波送受信系統部を設け、該アンテナの移動位置における受信電波の強度を計測し、該各々の移動位置における受信電波の強度に基づいて積雪層の数や層厚を計測する積雪構造計測部を設けてなることを特徴とする積雪層構造計測装置にある。
【０００９】
又、請求項５記載の装置の発明は、積雪中に対向一対の縦孔を掘削形成し、該一対の縦孔の内部にそれぞれアンテナを配置し、該各縦孔の内部に配置された各アンテナを上下移動させる移動機構を設け、該一方のアンテナから電波を送出すると共に該一方のアンテナから送出された該積雪中を透過してくる該送信電波を他方のアンテナで受信する電波系統部を設け、該アンテナの移動位置における受信電波の強度を計測し、該各々の移動位置における受信電波の強度に基づいて積雪層の数や層厚を計測する積雪構造計測部を設けてなることを特徴とする積雪層構造計測装置にある。
【００１０】
又、請求項６記載の装置の発明は、上記送信電波を受信する受信機としてスーパーヘテロダイン方式検波受信機を用いていることを特徴とするものであり、又、請求項７記載の装置の発明は、上記送信電波を受ける受信用のアンテナは八木宇田アンテナであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は上述の如く、請求項１又は４記載の発明にあっては、積雪中に縦孔を掘削形成し、縦孔近傍の積雪の上方位置及び縦孔の内部にアンテナをそれぞれ配置し、縦孔の内部に配置されたアンテナを移動機構により上下移動可能に設け、電波送受信系統部により一方のアンテナから電波を送出すると共に一方のアンテナから送出された積雪中を透過してくる送信電波を他方のアンテナで受信し、積雪構造計測部によりアンテナの移動位置における受信電波の強度を計測し、各々の移動位置における受信電波の強度に基づいて積雪層の数や層厚を計測することができ、雪崩予知情報や雪崩観測等の防災分野に利用することができる。
【００１２】
又、請求項３記載の発明にあっては、上記送信電波の使用周波数帯を１ＧＨｚ〜３ＧＨｚとすることにより、積雪による吸収散乱を可及的に少なくすることができ、計測精度を高めることができる。
【００１３】
又、請求項２又は５記載の発明にあっては、積雪中に対向一対の縦孔を掘削形成し、一対の縦孔の内部にそれぞれアンテナを配置し、各縦孔の内部に配置された各アンテナを移動機構により上下移動させ、電波送受信系統部により一方のアンテナから電波を送出すると共に一方のアンテナから送出された積雪中を透過してくる送信電波を他方のアンテナで受信し、積雪構造計測部によりアンテナの移動位置における受信電波の強度を計測し、各々の移動位置における受信電波の強度に基づいて積雪層の数や層厚を計測することができ、雪崩予知情報や雪崩観測等の防災分野に利用することができる。
【００１４】
又、請求項６記載の発明にあっては、上記送信電波を受信する受信機としてスーパーヘテロダイン方式検波受信機を用いていることにより、スペクトロアナライザーに比較して、受信機の小型軽量化を図ることができ、又、請求項７記載の発明にあっては、上記送信電波を受ける受信用のアンテナとして八木宇田アンテナを用いることにより小型化を図ることができると共に受信感度の向上を図ることができ、計測精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１乃至図６は本発明の実施の形態例を示し、図１乃至図５は第一形態例、図６は第二形態例である。
【００１６】
図１乃至図５の第一形態例において、Ｓは積雪であって、計測対象領域Ｋの積雪Ｓ中に例えば１０ｃｍ程度の縦孔Ｆを掘削し、この縦孔Ｆ近傍の積雪Ｓの上方位置及び縦孔Ｆの内部に送受信用のアンテナＭ・Ｎをそれぞれ配置し、この縦孔Ｆの内部に配置されたアンテナＮを上下移動させる移動機構１を設けて構成している。
【００１７】
この場合、積雪Ｓの上方位置のアンテナＭを送信用とし、縦孔Ｆ内部のアンテナＮを受信用としているが、積雪Ｓの上方位置のアンテナＭを受信用、縦孔Ｆ内部のアンテナＮを発信用とすることもあり、又、この場合、発信用アンテナＭをロッドアンテナとし、受信用のアンテナＮを八木宇田アンテナとしている。
【００１８】
又、この場合、上記移動機構１として、アンテナＮを設けた筐体２をケーブル３により吊下し、このケーブル３を巻取機４により所定速度で巻き上げ又は巻解くことによりアンテナＮを上下移動させるように構成している。
【００１９】
５は電波送受信系統部であって、この場合、送信機６に一方のアンテナＭを接続し、送信機６及びアンテナＭを積雪Ｓの上方位置に配置し、地上に受信機７を配置し、この場合、受信機７としてスーパーへテロダイン方式検波受信機が用いられ、この受信機７に上記ケーブル３を介してアンテナＮを接続し、一方のアンテナＭから電波Ｄを送出すると共に一方のアンテナＭから送出された積雪Ｓ中を透過してくる送信電波Ｄを他方のアンテナＮで受信するように構成している。
【００２０】
８は積雪構造計測部であって、この場合、プログラムを組み込んだパソコン９からなり、アンテナＮの移動位置における受信電波Ｄの強度Ｐｗを計測し、各々の移動位置における受信電波Ｄの強度Ｐｗに基づいて積雪層の数や層厚を計測するように構成している。
【００２１】
又、上記送信電波Ｄの使用周波数帯として、３００ＭＨｚ〜３，０００ＭＨｚのＵＨＦ帯が適して用いられ、この内、１ＧＨｚ〜３ＧＨｚの周波数帯が望ましいといえる。
【００２２】
この実施の第一形態例は上記構成であるから、図１の如く、積雪Ｓ中に縦孔Ｆを掘削形成し、縦孔Ｆ近傍の積雪Ｓの上方位置及び縦孔の内部にアンテナＭ・Ｎをそれぞれ配置し、縦孔Ｆの内部に配置されたアンテナＮを移動機構１により上下移動可能に設け、電波送受信系統部５により一方のアンテナＭから電波Ｄを送出すると共に一方のアンテナＭから送出された積雪Ｓ中を透過してくる送信電波を他方のアンテナＮで受信し、積雪構造計測部８によりアンテナＮの移動位置における受信電波の強度ＰWを計測し、各々の移動位置における受信電波の強度ＰWに基づいて積雪層の数や層厚を計測することになる。
【００２３】
たとえば、積雪構造計測部８において、図４の如く、積雪深Ｆ（ｃｍ）と電波強度ＰW（ｄｂｍ）との関係図を得ることにより、図５の如く、積雪の境界層や氷層などの位置を読み取ることができて積雪の多層の断面構造を予測認識することになる。
【００２４】
この場合、上記送信電波の使用周波数帯を１ＧＨｚ〜３ＧＨｚとすることにより、積雪Ｓによる吸収散乱を可及的に少なくすることができ、計測精度を高めることができる。
【００２５】
又、この場合、上記送信電波を受信する受信機としてスーパーヘテロダイン方式検波受信機を用いていることにより、スペクトロアナライザーに比較して、受信機の小型軽量化を図ることができ、又、この場合、上記送信電波を受ける受信用のアンテナＮとして八木宇田アンテナを用いることにより小型化を図ることができると共に受信感度の向上を図ることができ、計測精度の向上を図ることができる。
【００２６】
図６の第二形態例は別例構造を示し、この場合、計測対象領域Ｋの積雪Ｓ中に対向一対の例えば１０ｃｍ程度の縦孔Ｆ・Ｆを掘削し、この各縦孔Ｆ・Ｆの内部に送受信用のアンテナＭ・Ｎをそれぞれ配置し、この各縦孔Ｆ・Ｆの内部に配置されたアンテナＭ・Ｎを上下移動させる移動機構１０を設けて構成している。
【００２７】
この場合、一方の縦孔Ｆの内部に配置したアンテナＭを送信用とし、他方の縦孔Ｆの内部に配置したアンテナＮを受信用としているが、一方のアンテナＭを送信用とし、他方のアンテナＮを受信用とすることもあり、又、この場合、発信用アンテナＭをロッドアンテナとし、受信用のアンテナＮを八木宇田アンテナとしている。
【００２８】
又、この場合、上記移動機構１０として、アンテナＭを設けた筐体１１及びアンテナＮを設けた筐体２をケーブル３・１２により吊下し、このケーブル３・１２を巻取機４により所定速度で巻き上げ又は巻解くことによりアンテナＭ・Ｎを相互に同期して上下移動させるように構成している。
【００２９】
５は電波送受信系統部であって、この場合、筐体１１に送信機６及び一方のアンテナＭを内蔵し、筐体２に受信機７及び他方のアンテナＮを内蔵し、この場合、受信機７としてスーパーへテロダイン方式検波受信機が用いられ、一方のアンテナＭから電波Ｄを送出すると共に一方のアンテナＭから送出された積雪Ｓ中を透過してくる送信電波Ｄを他方のアンテナＮで受信するように構成している。
【００３０】
８は積雪構造計測部であって、この場合、プログラムを組み込んだパソコン９からなり、アンテナＮの移動位置における受信電波Ｄの強度Ｐｗを計測し、各々の移動位置における受信電波Ｄの強度Ｐｗに基づいて積雪層の数や層厚を計測するように構成している。
【００３１】
又、上記送信電波Ｄの使用周波数帯として、３００ＭＨｚ〜３，０００ＭＨｚのＵＨＦ帯が適して用いられ、この内、１ＧＨｚ〜３ＧＨｚの周波数帯が望ましいといえる。
【００３２】
この実施の第二形態例は上記構成であるから、積雪Ｓ中に対向一対の縦孔Ｆ・Ｆを掘削形成し、一対の縦孔Ｆ・Ｆの内部にそれぞれアンテナＭ・Ｎを配置し、各縦孔Ｆ・Ｆの内部に配置された各アンテナＭ・Ｎを移動機構１０により上下移動させ、電波送受信系統部５により一方のアンテナＭから電波Ｄを送出すると共に一方のアンテナＭから送出された積雪Ｓ中を透過してくる送信電波を他方のアンテナＮで受信し、積雪構造計測部８によりアンテナＮの移動位置における受信電波の強度ＰWを計測し、各々の移動位置における受信電波の強度ＰWに基づいて積雪層の数や層厚を計測することになる。
【００３３】
そして、たとえば、積雪構造計測部８において、図４の如く、積雪深Ｆ（ｃｍ）と電波強度ＰW（ｄｂｍ）との関係図を得ることにより、図５の如く、積雪の境界層や氷層などの位置を読み取ることができて積雪の多層の断面構造を予測認識することになる。
【００３４】
尚、本発明は上記実施の形態例に限られるものではなく、例えば、移動機構１・１０、電波送受信系統部５、積雪構造計測部８の回路、構造、形態等は適宜変更して設計されるものである。又、縦孔Ｆの内部にアンテナと別に有色噴霧器、撮影用カメラを配置し、該カメラを上下移動させ、視覚的情報を加味させることにより一層正確な計測を行うこともできるであろう。
【００３５】
以上、所期の目的を充分達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の第一形態例の全体説明断面図である。
【図２】本発明の実施の第一形態例の部分説明拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の第一形態例のブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態例の積雪深と電波強度との関係図である。
【図５】本発明の実施の形態例の積雪多層構造図である。
【図６】本発明の実施の第二形態例の全体説明断面図である。
【図７】従来構造の全体説明断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ｓ    積雪
Ｋ    計測対象領域
Ｆ    縦孔
Ｍ    アンテナ
Ｎ    アンテナ
Ｄ    電波
ＰW    電波強度
１    移動機構
５    電波送受信系統部
８    積雪構造計測部
１０    移動機構
【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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