(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性材料により形成された船舶の船体から所定長だけ突出した位置に非磁性材料の保持具を介して磁力計の第１のセンサが固定され、
前記船舶上の前方中央部に配置されたジンバル上に該船舶の動揺による地磁気の変動分を測定するために前記第１のセンサと同様の第２のセンサが設置され、
前記船舶には、前記第１のセンサによる地磁気測定データと前記第２のセンサによる前記地磁気の変動分と該船舶の船位，船首方向および当該船位における水深の各測定値を複数の入力部を持つ収録システムを用いて同時にリアルタイムで収録可能なるように測定装置が配置され、
前記船舶の航行に従って該航行の軌跡上の各測定位置における前記地磁気測定データを前記各測定値とともに前記測定装置に必要な時間間隔で収録し、
前記第１のセンサによる前記地磁気測定データに含まれる磁気的ノイズを、前記第２のセンサによる前記地磁気の変動分値と前記各測定値との該収録データを用いて除去するための補正を行う
海上地磁気測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海洋地質調査のための海上地磁気測定方法に関するものであり、特に沿岸域，浅海域における海上地磁気測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に行われている海上地磁気測定では、船体磁気の影響を避けるために、プロトン磁力計センサを船体の長さの約３倍以上の距離を離して曳航しながら計測している。例えば、船体長が３０ｍであれば、船尾より約１００ｍ程度後方にセンサを曳くことになる。この場合、十分な曳航力を保つためには最低５ノット以上の速力を保たなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の方法により、航行船舶の多い湾口部又は沿岸及び浅海域、または潮流の速い地域では地磁気測定をしようした場合、センサを安定して曳航することも困難であり、測定のリアルタイムでそのセンサの位置を検知しながら測定を実行することは事実上不可能である。
【０００４】
本発明の目的は、湾口部又は沿岸及び浅海域等において地磁気測定を安定して精度よく行うことができる海上地磁気測定方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明による海上地磁気測定方法は、非磁性材料により形成された船舶の船体から所定長だけ突出した位置に非磁性材料の保持具を介して磁力計の第１のセンサが固定され、
前記船舶の前方中央部に配置されたジンバル上に該船舶の動揺による地磁気の変動分を測定するために前記第１のセンサと同様の第２のセンサが設置され、
前記船舶には、前記第１のセンサによる地磁気測定データと前記第２のセンサによる前記地磁気の変動分と該船舶の船位，船首方向および当該船位における水深の各測定値を複数の入力部を持つ収録システムを用いて同時にリアルタイムで収録可能なるように測定装置が配置され、
前記船舶の航行に従って該航行の軌跡上の各測定位置における前記地磁気測定データを前記各測定値とともに前記測定装置に必要な時間間隔で収録し、
前記第１のセンサによる前記地磁気測定データに含まれる磁気的ノイズを、前記第２のセンサによる前記地磁気の変動分値と前記各測定値との該収録データを用いて除去するための補正を行うように構成されている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施のために、陸上用ポータブル「オーバーハウザー・プロトン磁力計」の如き磁力計のセンサを、鉄等の磁性材料よりなるエンジンからの誘導磁場の影響をできるだけ減少するように、非磁性材質の小型船舶（ＦＲＰ船）の例えば舳先から突出して取り付けて船舶と一体化させ、同時に船体の前方中央部にもジンバル上に固定した同様の磁力計を設置して、航行しながら、例えば、一秒間隔で地磁気測定と船舶の動揺による地磁気の変動差分測定を行う。
地磁気測定結果を解析する際に必要となる船位，船首方向，水深の各測定値、および舳先及び船体前方部の２つの地磁気測定値はそれぞれの測定器からディジタル値として別々に独立して出力されるが、これらのデータを同時刻データの並びとして、リアルタイムでパソコンを内蔵した１台の収録機で収録する。
これにより、船舶の航行の軌跡上の各測定位置における地磁気測定データと解析に必要な各測定値は、必要な時間間隔すなわち必要な測定ポイント密度で取り出すことができる。
【０００７】
【実施例】
図１は本発明方法を実施するために調査対象の海上に調査船が位置している状態を示す模式図であり、図２は測定システムの構成例を示す接続系統図である。
ポータブル用のオーバーハウザー・プロトン磁力計のセンサ１を、船体２の磁気を極力避けるために非磁性体ポール３の先端に取付け、例えば船首前方に張り出している。このセンサ１は、船尾又は船側に張り出して取り付けてもよい。
船体動揺による地磁気乱れ成分を測定するために、ジンバル上に固定した同様の磁力計センサ５を船体前方中央部に設置する。
船位データを得るために、ＧＰＳ測定装置の如き船位測定装置６が測位アンテナ７とともに配置されている。船首方位データを得るために、船首方位測定用磁気コンパス８が設けられている。また、水深データを得るために、音響測深機９が音響測深機送受波器１０とともに配置されている。１１，１２はそれぞれセンサ１，５からのデータを処理するオーバーハウザー・プロトン磁力計測定演算装置の如き演算装置である。各測定装置１１，１２，６，８及び９からの測定データはパソコンの如きデータ収録装置１３に収録される。
【０００８】
以下本発明方法の実施に関連する事項について説明する。
（１）調査のために要求される精度
陸上用ポータブルプロトン磁力計の計測器としての精度は０．１ｎＴ（ナノテスラ）以内である。参考までに日本付近の地球磁場はおよそ４００００〜５００００ｎＴである。
また、調査に要求される精度は、数ｎＴ程度である。
【０００９】
（２）磁気的ノイズの要因
非曳航式で地磁気測定を行う場合、最も障害となるのが船体が持つ磁性体、すなわちエンジン等の鉄材で作られた物による誘導磁場である。
一般の磁場の力は、物体からの距離の３乗に反比例することが、理論的にも実験的にも知られている。従って、船体が非磁性の材質で形成されていれば、磁気的ノイズ源はほぼエンジンに限られるので、磁力計センサをエンジンから十分に離せば、その影響をおさえることができるが、実際には離す距離に限界があるので完全にノイズを取り除くことはできない。これまでの経験では図１のような配置でも数十ｎＴ程度のノイズが認められる。以上の考察から、センサ１は舳先に限らず、船尾又は場合により船側から突出するように配置してもよいが、船の運行操舵の面からは舳先から非磁性材ポールにより張前方に張出して配置するのが好都合であると判断される。
【００１０】
（３）磁気的ノイズの形
誘導磁場によるノイズの大きさは、ノイズ源から見る方位によって大きさが異なる。すなわちノイズ源（ここではエンジン）の北側には負の異常、南側には正の異常が発生する。もし船の動揺が小さく、ノイズ源と磁力計センサの相対的位置が変わらなければ、磁力計センサに影響する磁気的ノイズは一定（磁気的直流成分のみ）で、方位のみに依存する。
しかし実際には、船は動揺するので両者の相対的位置は動揺の周期で変化することになり、これに応じて磁気的ノイズも変化する。従って、このノイズは周期的で、動揺の周期にほぼ一致する。
【００１１】
（４）磁気的ノイズの取り除き方
ａ）その１
磁気的ノイズが方位に依存するノイズであることから、調査海域内の適当な場所で船を８の字に旋回させ、船首方位による磁場の変化を測定する。
次に、８の字データの平均値を求めて、それぞれの方位に対する値から平均値を差し引いた値を方位に依存する補正分とし、実際の測定値に適用する。
この場合の実際の測定の結果を図３に示す。４段に分けて表示しているが、上から（１）観測値、（２）船首方位による磁場変化の補正後の値、（３）水深値、（４）船首方位値の順で示している。観測船の南北方向に２回往復しているが、図の左側で南行から北行への方向変換を行い、図の右側で同じ事をもう一度繰り返している。船首方位の変化による磁場の変化は観測時では１００ｎＴ以上であるのに対し、上から２段目に示す補正後（２）では１０ｎＴ以下になっている。
この補正は、図４（ａ）に示すように、船上の観測値と同時刻の陸上固定点との差を算出し、その値を図４（ｂ）のように関数化し、観測船の方位に対する補正量とした。
ｂ）その２
通常の調査では、測定しようとする地磁気の波長は１００ｍ以上である。これに比べると、船の動揺による磁気的ノイズの波長（周期）は高々数ｍから１０ｍ程度であるので、ハイカットフィルタを用いて取り除く。
ｃ）その３
比較的短波長の測定が必要となる場合には、上で述べたハイカットフィルタを用いることはできない。この場合には船体前方部のジンバル上に固定した磁力計センサの測定値を利用して動揺分を補正する。
すなわち、船首前方部の磁力計センサの測定結果について、ローカットフィルタを施して、短波長成分だけ取り出す。
次に横軸にジンバル上の磁力値を、縦軸に上記の結果を表現して相関図を作る。相関図から直線回帰式を求める。
ジンバル上の磁力値は、エンジンに近いためその変動量は殆どが船体動揺の影響を表している。従って相関図から求められた直線の傾きは、両者のエンジンからの距離の違いによる船体動揺の磁気乱れの倍率を示すことになる。
倍率が求まったら、元のデータ（フィルタのないデータ）に戻り、船首前方部の磁力計センサの測定値から、ジンバル上の磁力値に倍率をかけた値を差し引くことによって、動揺補正を行う。
【００１２】
（５）測定の効率化の工夫
２つの磁気測定値と、さらに船位データ、船首方位データ、水深データのそれぞれは、各計器からディジタル値として、ＲＳ２３２Ｃとよばれるコネクタから出力される。通常の場合、これらの出力は直接パソコンのＲＳ２３２Ｃの入力部に接続するが、この入力部は１台のパソコンに１つしか付いていない。従って５種類のデータを収録するためには５台のパソコンが必要となり、それぞれ独立に収録することになる。
以上のような方法では、コスト高になること、また個々に収録されたデータを同時刻データの並びとして編集し直さなければならず、時間がかかるなどの不都合が多い。
これを解決するために複数のＲＳ２３２Ｃの入力部を持つ収録システムを作成し、独立したデータを同時刻データの並びとして、収録できるようにしている。収録器は個々の入力部でデータを受け取る制御をする子のＣＰＵ制御部と、全体の子ＣＰＵの結果を制御する親ＣＰＵからなり、この親ＣＰＵにはパソコンを利用している。
【００１３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、湾口部又は沿岸及び浅海域等において安定した姿勢で海面と一定間隔を保って磁気センサを被測定領域で周回させることができ、また、船体からの誘導ノイズの影響を抑制することができるので、安定した海上磁気測定を行うことができる。さらに、船位データ、船首方位データ、水深データも地磁気測定データとともに同時に並列に測定結果を収録するので、事後の測定データの解析，整理は容易である。しかも、船の動揺に伴う磁気的ノイズも効率よく除去することが可能であり、信頼度の高い測定結果を得ることができるので実用的価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による海上磁気測定方法の実施状態を示す側面模式図である。
【図２】本発明による海上磁気測定方法に用いられる測定機器の配置例を示す接続図である。
【図３】本発明方法による観測値の具体例を示す波形例図である。
【図４】本発明方法による観測例における方位と相対磁力との関係を示す測定特性図（ａ）と関数化した同特性図（ｂ）である。
【符号の説明】
１  オーバーハウザープロトン磁気計のセンサ
２  船体
３  非磁性体ポール
４  ジンバル装置
５  磁力計センサ
６  ＧＰＳ測定装置
７  測位アンテナ
８  船首方向測定用磁気コンパス
９  音響測深器
１０  音響測深器送受波器
１１，１２  オーバーハウザー・プロトン磁力計測定演算装置
１３  データ収録装置
【図１】
0003753830.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003753830.tif 000005