(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定地域内の複数個所に配置されたＧＰＳアンテナが、複数のアンテナスイッチのいずれかにそれぞれ接続され、該アンテナスイッチはカスケードに接続され、終端に位置するアンテナスイッチの一方が、自動脱落コネクターを介して、測定地域外に設置された少なくとも１つの第一のＧＰＳ受信機に接続されると共に、測定地域外の基準ＧＰＳアンテナが測定地域外の第二のＧＰＳ受信機に接続され、第一のＧＰＳ受信機と第二のＧＰＳ受信機とに入力された測定結果の比較により前記基準ＧＰＳアンテナに対する前記各ＧＰＳアンテナの偏位を決定することにより、特定の位置のＧＰＳアンテナを連続的にモニターするリアルタイムモード、および全てのＧＰＳアンテナの位置を精密計測し、地盤の移動を算出する長期監視モードを行う地すべりの多点監視装置。
【請求項２】
前記ＧＰＳアンテナシステムおよびＧＰＳ受信機システムを遠隔操作することが可能である請求項１に記載の地すべりの多点監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地すべりの多点監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地すべりの多点監視装置は、例えば、「Real-time Landslide Detection Sys-tem Using Precise Carrier Phase GPS」 （Proceeding of ION GPS-95, 第1877〜1884, Hitoshi Kondo）に紹介されている。
【０００３】
地すべりの監視には、次の事項が必要とされている。
（１）地上の数カ所の位置を同時に決定できること。
（２）これらの位置決定がリアルタイムで測定可能なこと。
（３）これらの位置決定が１〜２ｃｍの精度で測定可能なこと。
（４）測定点の偏位が正確に測定可能で、その信頼性が高いこと。
（５）長期にわたって測定可能であること。
【０００４】
このために、測定地域内の数カ所に配置されたＧＰＳ受信機をリレーユニットにまとめて結線し、これを介してインターフェイスユニットに接続し、さらに該インターフェイスユニットに測定地域外の基準点のＧＰＳ受信機を接続する通信ネットワークが開発された。そして、各ＧＰＳ受信機の測定値をコンピュータに入力し、演算する。
【０００５】
具体的には、各ＧＰＳ受信機と基準点ＧＰＳ受信機の間で、ベースライン（基線長）のベクトルがリアルタイムで計算される。このベクトルの測定結果で、最初の位置に対する偏位が決定され、それが大きいときには、コンピュータの画面に警報として現れるようになっている。
【０００６】
基準点のＧＰＳ受信機にはカナダ国ノバテル社（NovAtel）の（ＡＧ２０） または米国アシュテック社（ASHTECH）の（Ｚ−１２） の形式が使用され、各測定点のＧＰＳ受信機にはカナダ国ノバテル社（NovAtel） の（ＡＧ２０）または米国アシュテック社（ASHTECH）の（Ｚ−１２） の形式が使用される。また、リレーユニットは図７に示されるものであり、インターフェイスユニットは図８に示されるものである。なお、各ＧＰＳ受信機への給電は、インターフェイスユニットを介して行われる。これによる監視地域は、大体８００ｍ直径の範囲である。測定結果は、緯度／経度の変化、および時間に対するベースライン（基線長）の変化が１ｃｍの単位で示される。図６に従来方式のネットワークの一例を示す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記システムには、次のような問題点があった。
（１）既存のものはＧＰＳアンテナと高価なＧＰＳ受信機が一対一に対応してユニット化されているため、コスト的に非常に高くなる。
（２）地すべり監視点が多くなればなるほど万一地すべりが発生した場合はＧＰＳ受信機も、ＧＰＳアンテナと共に損壊を受けるので、損失は非常に大きい。
（３）ＧＰＳ受信機の数が多くなるため、故障率が高くなり、メンテナンス上、非常に不利である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明にかかる地すべりの多点監視装置は、測定地域内の複数個所に配置されたＧＰＳアンテナが、複数のアンテナスイッチのいずれかにそれぞれ接続され、該アンテナスイッチはカスケードに接続され、終端に位置するアンテナスイッチの一方が、自動脱落コネクターを介して、測定地域外に設置された少なくとも１つの第一のＧＰＳ受信機に接続されると共に、測定地域外の基準ＧＰＳアンテナが測定地域外の第二のＧＰＳ受信機に接続され、第一のＧＰＳ受信機と第二のＧＰＳ受信機とに入力された測定結果の比較により前記基準ＧＰＳアンテナに対する前記各ＧＰＳアンテナの偏位を決定することにより、特定の位置のＧＰＳアンテナを連続的にモニターするリアルタイムモード、および全てのＧＰＳアンテナの位置を精密計測し、地盤の移動を算出する長期監視モードを行う。
【０００９】
本発明では、ＧＰＳ受信機を用いて位置の精密測定を行うのであるが、ＧＰＳ受信機とＧＰＳアンテナを一対一に対応させるのではなく、多くのＧＰＳアンテナを用意し、一定時間毎に、コンピュータコントロールにより、監視点のＧＰＳアンテナを切り替えて、一台のＧＰＳ受信機で多くの点の監視を行うというものである。この方法により、コスト的に十分に実用に耐えるシステムになる。
【００１０】
なお、前記ＧＰＳアンテナシステムおよびＧＰＳ受信機システムを遠隔操作することも可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
ＧＰＳ受信機を用いて位置の精密測定を行うのであるが、ＧＰＳ受信機とＧＰＳアンテナを一対一に対応させるのではなく、多くのＧＰＳアンテナを用意し、一定時間毎に、コンピュータコントロールにより、監視点のＧＰＳアンテナを切り替えて、測定値域（監視地域）の外に配置された一台以上のＧＰＳ受信機（第一のＧＰＳ受信機）で多くの点の監視を行うというものである。この方法により、コスト的に十分に実用に耐えるシステムになる。
【００１２】
図１に、本発明にかかる監視システムの概要を示す。
測定地域（監視地域）内において、複数のＧＰＳアンテナ１０に自動脱落コネクタ３６を介して接続されたアンテナスイッチ２０が複数個所に配置され、各アンテナスイッチ２０間は、ＲＦライン１および２、ＳＷデータラインおよび給電ラインで連結されている。
ＧＰＳアンテナには、例えばカナダ国ノバテル社のＧＰＳアンテナ・モデル５１１および５２１または米国アシュテック社の（Ｚ−１２）用アンテナが適し、またＧＰＳ受信機には、例えばカナダ国ノバテル社製のＡＧ２０または米国アシュテック社のＺ−１２が適している。
【００１３】
これらのアンテナスイッチ２０の１つを複数のＧＰＳ受信機２２に対して（図示の場合ＧＰＳ１および２）にラインアンプ２４を介して接続する。
また、前記アンテナスイッチ２０は、コンピュータ２６に対しても接続される。
【００１４】
一方、測定地域（監視地域）外の基準点に設けられたＧＰＳアンテナ１２が基準点用の第二のＧＰＳ受信機２８に接続され、該ＧＰＳ受信機２８は、前記ＧＰＳ受信機２２（No.1, No.2）に接続される。
ＧＰＳNo.1は、モデム３０を介して専用回線によりコントロールセンタのコンピュータ３２と通信できるようになっていて、ＧＰＳNo.2は、モデム２６を介して専用回線によりコントロールセンタ３２と通信を行う。この結果はプリンタ３４やディスプレイに出力される。通信には４００Ｍｈｚ帯が利用される。コンピュータ３２には富士通株式会社製ＦＭＶシリーズのものが適している。
【００１５】
前記アンテナスイッチとＧＰＳ受信機のラインの途中に、自動脱落コネクター３６を設ける。前記アンテナスイッチと各ＧＰＳ受信機の間の距離が異常に増大したときには、この自動脱落コネクターが外れるので、ＧＰＳ受信機への影響はない。自動脱落コネクタ３６は市販のものを利用できる。
【００１６】
図１に示されるネットワークを利用してリアルタイムモードで地すべりを監視するには、次のような手順を採用する。コンピュータ３２により観測しようとするアンテナを決定し、使用されている２２および２８のＧＰＳの仕様を勘案してアンテナを切り替える時間を決定し、コンピュータ３２から設定した順序に従い自動的に測定し、その結果を３２のコンピュータで受け表示していく。状況によってはある特定の位置のアンテナを連続的にモニターしてその動きを刻々表示する。
【００１７】
また、長期監視モードでは、次のような手順を採用する。
長期監視モードは緩慢な動きを長期にわたって監視し、年間数センチの動きを捉えようとする方法である。これは基準局アンテナ１２とＧＰＳアンテナ１０の２点間の距離をＧＰＳ測量の方法で観測し、ＧＰＳアンテナ１０のそれぞれの位置を定期的に測量して基線長を精密計測する。その経年変化を算出し、長期にわたる各アンテナの位置の移動を分析し地盤の移動を算出する。
【００１８】
図２は、本発明にかかる測定システムを他の表現方式で示す。
すなわち、移動局側では、アンテナ切換装置を介して複数のＧＰＳアンテナからの送信を第一の受信機に入力し、基準点のＧＰＳアンテナからの送信を第二のＧＰＳ受信機で受け、これを補正情報として、前記第一のＧＰＳ受信機に入力する。これらのデータをコンピュータに入力して演算する。
【００１９】
図３〜５に、前記コンピュータにおけるＸ方向、Ｙ方向、高さ方向の出力の一例を示す。
【００２０】
【発明の効果】
（１）リアルタイムモードにより、多数のＧＰＳアンテナをシステム的に切り替え一台のＧＰＳ受信機にて、多点を監視し、モニターすることにより大幅なコスト削減を計る。
（２）地すべりが実際に起きた場合には、ＧＰＳアンテナのみが自動的に切り離され、ＧＰＳ受信機の流出損失はまぬがれるため、損失は最小限におさえられる。
（３）このシステムは地すべりがゆるやかな場合は、長期監視モードに切り替えることができる。また、地すべりが急である場合は、リアルタイムモードに切り替えて、時々刻々の監視ができることを特徴とする。
（４）監視点の選択は一点毎に自由に選択することができるため、システム全体の柔軟性を有する。多点になればなるほど、コストの削減効果は大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例によるＧＰＳ通信ネットワークを示す説明図。
【図２】  本発明の他の実施例によるＧＰＳ通信ネットワークを示す説明図。
【図３】  図２のネットワークによるＸ方向偏位を示すグラフ。
【図４】  図２のネットワークによるＹ方向偏位を示すグラフ。
【図５】  図２のネットワークによる高さ方向の偏位を示すグラフ。
【図６】  従来のＧＰＳ測定システムを示す説明図。
【図７】  リレーユニットの回路の一例を示す回路図。
【図８】  インターフェイスユニットの一例を示す回路図。
【符号の説明】
１０、１２    ＧＰＳアンテナ
２０    アンテナスイッチ
２２    ＧＰＳ受信機
２４    ラインアンプ
３０    モデム
３２    コンピュータ
３６    自動脱落コネクタ
【図１】
0003825082.tif 000002
【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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【図８】
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