(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを含む第１ＧＰＳ受信機が設けられた陸上局と、海面に浮遊されるとともにアンテナを含む第２ＧＰＳ受信機が設けられた計測用浮体とから構成し、上記計測用浮体に、陸上局側から送信された基準データおよび第２ＧＰＳ受信機で得られた測定データを使用してキネマティック方式により、計測用浮体の位置データを演算する演算処理部およびこの演算処理部で求められた位置データを陸上局側に送信する送信機を設け、かつこの位置データに基づき、津波の有無を判断する判断処理部を具備したことを特徴とする津波検知システム。
【請求項２】
アンテナを含む第１ＧＰＳ受信機が設けられた陸上局と、海面に浮遊されるとともにアンテナを含む第２ＧＰＳ受信機が設けられた計測用浮体とから構成し、上記陸上局に、この陸上局で得られた基準データおよび計測用浮体に設けられた送信機から送信された測定データを使用してキネマティック方式により、計測用浮体の位置データを演算する演算処理部を設け、かつこの位置データに基づき、津波の有無を判断する判断処理部を具備したことを特徴とする津波検知システム。
【請求項３】
アンテナを含む第１ＧＰＳ受信機が設けられた陸上局と、海面に浮遊されるとともにアンテナを含む第２ＧＰＳ受信機が設けられた計測用浮体とから構成し、上記計測用浮体に、第２ＧＰＳ受信機で得られた測定データを陸上局から送信された補正データに基づき補正して計測用浮体の位置データを演算する演算処理部およびこの演算処理部で求められた位置データを陸上局側に送信する送信機を設け、かつこの位置データに基づき、津波の有無を判断する判断処理部を具備したことを特徴とする津波検知システム。
【請求項４】
アンテナを含む第１ＧＰＳ受信機が設けられた陸上局と、海面に浮遊されるとともにアンテナを含む第２ＧＰＳ受信機が設けられた計測用浮体とから構成し、上記陸上局に、この陸上局で求められた補正データにより、計測用浮体に設けられた送信機から送信された測定データを補正して計測用浮体の位置データを演算する演算処理部を設け、かつこの位置データに基づき、津波の有無を判断する判断処理部を具備したことを特徴とする津波検知システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、津波検知システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、海底などで大きい地震が起こった場合には、津波が発生する虞れがあり、このような場合には、早急に、そのことを沿岸の住民に知らせる必要がある。
【０００３】
従来、海底などで地震が起こった場合、震源までの距離と、地震の大きさ（マグニチュード）を、予め、経験的に作成された判定表に基づき、津波の発生とその到達時刻が予測され、この予測により、津波の警報が出されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、津波の予測に使用される判定表は、かなり大きい地震を予測して作成されたものであり、例えば急激に海底の地形が変化する一般的な地震に適用し得るものである。したがって、例えば地殻変動が、数十秒というように、比較的緩やかにかつ大きく変動した場合には、津波が発生する虞れが十分あるのにも拘わらず、津波が発生するほどの地震ではないと判断されて、津波の警報が出されないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、判定表に頼ることなく、海面の変化を直接に測定して、確実に、津波を検知し得る津波検知システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の手段は、アンテナを含む第１ＧＰＳ受信機が設けられた陸上局と、海面に浮遊されるとともにアンテナを含む第２ＧＰＳ受信機が設けられた計測用浮体とから構成し、上記計測用浮体に、陸上局側から送信された基準データおよび第２ＧＰＳ受信機で得られた測定データを使用してキネマティック方式により、計測用浮体の位置データを演算する演算処理部およびこの演算処理部で求められた位置データを陸上局側に送信する送信機を設け、かつこの位置データに基づき、津波の有無を判断する判断処理部を具備した津波検知システムである。
【０００７】
また、本発明の第２の手段は、アンテナを含む第１ＧＰＳ受信機が設けられた陸上局と、海面に浮遊されるとともにアンテナを含む第２ＧＰＳ受信機が設けられた計測用浮体とから構成し、上記陸上局に、この陸上局で得られた基準データおよび計測用浮体に設けられた送信機から送信された測定データを使用してキネマティック方式により、計測用浮体の位置データを演算する演算処理部を設け、かつこの位置データに基づき、津波の有無を判断する判断処理部を具備した津波検知システムである。
【０００８】
上記第１および第２の手段における津波検知システムによると、計測用浮体の変位をＧＰＳにより、キネマティック方式を使用して測定するようにしたので、非常に精度良く測定することができ、したがって津波の発生を確実に検知することができる。
【０００９】
また、本発明の第３の手段は、アンテナを含む第１ＧＰＳ受信機が設けられた陸上局と、海面に浮遊されるとともにアンテナを含む第２ＧＰＳ受信機が設けられた計測用浮体とから構成し、上記計測用浮体に、第２ＧＰＳ受信機で得られた測定データを陸上局から送信された補正データに基づき補正して計測用浮体の位置データを演算する演算処理部およびこの演算処理部で求められた位置データを陸上局側に送信する送信機を設け、かつこの位置データに基づき、津波の有無を判断する判断処理部を具備した津波検知システムである。
【００１０】
さらに、本発明の第４の手段は、アンテナを含む第１ＧＰＳ受信機が設けられた陸上局と、海面に浮遊されるとともにアンテナを含む第２ＧＰＳ受信機が設けられた計測用浮体とから構成し、上記陸上局に、この陸上局で求められた補正データにより、計測用浮体に設けられた送信機から送信された測定データを補正して計測用浮体の位置データを演算する演算処理部を設け、かつこの位置データに基づき、津波の有無を判断する判断処理部を具備した津波検知システムである。
【００１１】
上記第３および第４の手段における津波検知システムによると、計測用浮体の変位をＧＰＳによる補正データを用いた方式、すなわちディファレンシャル方式を用いて測定するようにしたので、精度良く測定することができ、したがって津波の発生を確実に検知することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態におけるＧＰＳ津波検知システムを、図１〜図３に基づき説明する。
【００１３】
図１は、本第１の実施の形態におけるＧＰＳ津波検知システムの概略構成を示すものである。
図１において、１は地球の回りの所定軌道を移動する５個のＧＰＳ衛星２を利用して、陸上に設けられた観測基地局（陸上局）３および所定海域の海面（水面でもよい）に浮遊された津波計測用ブイ（計測用浮体）４の位置すなわち変位を測定して、津波の発生の有無を検知する津波検知システムであり、この津波検知システム１における測位方式として、リアルタイム・キネマティック（ＲＴＫ）方式が採用されている。
【００１４】
図２に示すように、上記基地局３には、各衛星２からの衛星電波を受けるアンテナ１１に接続されて、衛星電波を入力して基準局となる基地局３の位置［正確にはアンテナの設置位置（緯度、経度、高度）］すなわち基準データを演算により求める演算処理部（図示せず）が含まれた第１ＧＰＳ受信機１２と、この第１ＧＰＳ受信機１２で求められた基準データを、上記津波計測用ブイ（以下、計測用ブイという）４に送信するための第１データ送信機１３と、上記計測用ブイ４から送信されたデータ（後述する）を受信する第１データ受信機１４と、この第１データ受信機１４で受信されたデータを記録するための記録部（例えば、コンピュータが使用される）１５とが具備されている。
【００１５】
また、図３に示すように、上記計測用ブイ４は、所定海域の海底に沈められたアンカー２１と、このアンカー２１にチェーンなどの索体２２を介して連結されるとともにウエイト２３が取り付けられたブイ本体２４と、このブイ本体２４に設けられた計測機器２５とから構成されている。
【００１６】
上記計測機器２５は、基地局３から送信された基準データを受信する第２データ受信機３１と、各衛星２からの衛星電波を受けるアンテナ３２に接続されて、衛星電波を入力して計測用ブイ４の位置［正確にはアンテナの設置位置（緯度、経度、高度）］を測定するとともに上記基準データとこの測定データとに基づき基線ベクトルおよび基線ベクトルからの変位ベクトルを演算する演算処理部（図示せず）が含まれた第２ＧＰＳ受信機３３と、この第２ＧＰＳ受信機３３で求められた計測用ブイ４の変位ベクトルすなわち変位データを基地局３に送信するための第２データ送信機３４とから構成されている。なお、第２ＧＰＳ受信機３３で求められた変位データを、第２データ送信機３４に送る際に、一時的に記憶しておく記憶部（例えば、コンピュータが使用される）３５が設けられている。
【００１７】
そして、さらに基地局３側には、計測用ブイ４から送信された変位データを入力して、津波の有無を判断する判断処理部（図示しないが、コンピュータが使用される）が具備されており、この判断処理部での判断結果が、所定箇所に出力されるように構成されている。
【００１８】
なお、上記説明においては、各送信機および受信機の駆動用バッテリーについては言及しなかったが、図２および図３に示すように、それぞれバッテリーが設けられている（後述する第２の実施の形態においても同じ）。
【００１９】
次に、上記津波検知システムによる津波検知方法について説明する。
陸上に設けられた基地局３においては、第１ＧＰＳ受信機１２にて、基地局３の位置が測定されるとともに、この位置データが基準データとして第１データ送信機１３から計測用ブイ４の第２データ受信機３１を経て第２ＧＰＳ受信機３３に送られる。
【００２０】
この第２ＧＰＳ受信機３３においては、ブイ本体２４の位置が測定されれるとともに、この位置データと基地局３から送られてきた基準データに基づき基線ベクトルが求められ、さらに所定間隔置きに（例えば、１秒間隔）得られるブイ本体２４の位置データに基づき上記基線ベクトルに対する変位ベクトルが演算されて、ブイ本体２４すなわち計測用ブイ４の正確な位置がリアルタイムで求められる。
【００２１】
そして、この求められた変位ベクトルのデータすなわち変位データが、基地局３側に送信され、基地局３の判断処理部にて、計測用ブイ４の変位すなわち海面の変動が津波によるものかどうかが判断され、津波であると判断された場合には、所定箇所に津波発生の警報が送られる。
【００２２】
このように、計測用ブイ４の変位をＧＰＳにより、特にリアルタイム・キネマティック方式を使用して測定するようにしたので、非常に精度良く、すなわち海面が数センチ変動した場合でも測定することができ、津波の発生を確実に検知することができる。
【００２３】
ところで、上記説明においては、第２ＧＰＳ受信機３３に、衛星電波を受信して位置の測定データを得るＧＰＳセンサ部の他に、キネマティック方式の各演算を行う演算処理部を一緒に配置したが、勿論、キネマティック方式の演算を行うための演算処理部を別個に設けることもできる。
【００２４】
また、上記説明においては、基地局３に判断処理部を具備させたものとして説明したが、勿論、基地局３とは異なる他の陸上局に、計測用ブイ４の変位データを送り、そこで判断処理を行わせることもできる。
【００２５】
さらに、上記説明においては、基地局３における位置データを基準データとして計測用ブイ４に送り、第２ＧＰＳ受信機３３において、基線ベクトルを求めるとともにこの基線ベクトルに対する計測用ブイ４の変位ベクトルを求めるようにしたが、例えば逆に、基地局３にリアルタイムにて計測用ブイ４の位置データを送信し、基地局３側にてキネマティック方式の演算を行い、計測用ブイ４の変位を求めるようにしてもよい。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施の形態におけるＧＰＳ津波検知システムを、図４および図５に基づき説明する。
上記第１の実施の形態においては、計測用ブイの位置、すなわち変位を求める方式として、リアルタイム・キネマティック方式を利用したが、本第２の実施の形態では、ディファレンシャル方式を利用したものである。
【００２７】
すなわち、図４に示すように、観測基地局（陸上局）５１には、各ＧＰＳ衛星からの衛星電波を受けるアンテナ５２に接続されて、衛星電波を入力して基地局５１の位置を測定して測定データを得るとともに、この測定データと予め求められている正確な位置データとにより、補正データを演算により求める演算処理部（図示せず）が含まれた第１ＧＰＳ受信機５３と、この第１ＧＰＳ受信機５３で求められた補正データを、津波計測用ブイ（以下、計測用ブイといい、図５に示す）６１に送信するための第１データ送信機５４と、上記計測用ブイ６１から送信されたデータ（後述する）を受信する第１データ受信機５５とが具備されている。
【００２８】
また、上記計測用ブイ６１は、図５に示すように、所定海域の海底に沈められたアンカー７１と、このアンカー７１にチェーンなどの索体７２を介して連結されるとともにウエイト７３が取り付けられたブイ本体７４と、このブイ本体７４に設けられた計測機器７５とから構成されている。
【００２９】
上記計測機器７５は、基地局５１から送信された補正データを受信する第２データ受信機６２と、各衛星からの衛星電波を受けるアンテナ６３に接続されて、衛星電波を入力して計測用ブイ６１の位置［正確にはアンテナの設置位置（緯度、経度、高度）］を測定するとともにこの測定データと上記補正データとに基づき正確な計測用ブイ６１の位置データを演算により求める演算処理部（図示せず）が含まれた第２ＧＰＳ受信機６４と、この第２ＧＰＳ受信機６４で求められた計測用ブイ６１の位置データを基地局５１に送信するための第２データ送信機６５とから構成されている。なお、この計測機器７５は、アンテナを除いて、他の機器類は全てブイ本体内に配置されるが、勿論、必要に応じて、ブイ本体の上部に配置することもできる。
【００３０】
さらに、基地局５１側には、計測用ブイ６１から送信された位置データを入力して、津波の有無を判断する判断処理部（図示しないが、コンピュータが使用される）が具備されており、この判断処理部での判断結果が、所定箇所に出力されるように構成されている。
【００３１】
次に、上記津波検知システムによる津波検知方法について説明する。
陸上に設けられた基地局５１においては、第１ＧＰＳ受信機５３にて、基地局５１の位置が測定されるとともに、この測定データと予め求められている位置データとに基づき、補正データが演算により求められて、第１データ送信機５４から計測用ブイ６１の第２データ受信機６２を経て第２ＧＰＳ受信機６４に送られる。
【００３２】
この第２ＧＰＳ受信機６４においては、ブイ本体７４の位置が測定されれるとともに、基地局５１から送られてきた補正データに基づき正確な位置データが所定間隔置きに（例えば、１秒間隔）、すなわちリアルタイムで演算により求められる。
【００３３】
そして、この求められた位置データが、基地局５１側に送信され、基地局５１の判断処理部にて、計測用ブイ６１の変位すなわち海面の変動が津波によるものかどうかどうかが判断され、津波であると判断された場合には、所定箇所に津波発生の警報が送られる。
【００３４】
このように、計測用ブイ６１の変位をＧＰＳによるディファレンシャル方式を用いて測定するようにしたので、精度良くリアルタイムで測定することができ、したがって津波の発生を確実に検知することができる。
【００３５】
ところで、本説明においても、第２ＧＰＳ受信機６４に、衛星電波を受信して位置の測定データを得るＧＰＳセンサ部の他に、ディファレンシャル方式に必要な各演算を行う演算処理部を一緒に配置したが、勿論、ディファレンシャル方式の演算を行うための演算処理部を別個に設けることもできる。
【００３６】
また、基地局５１に判断処理部を具備させたものとして説明したが、勿論、他の陸上固定局に、計測用ブイ６１の位置データを送り、そこで判断処理を行わせることもできる。
【００３７】
また、基地局５１において求められた補正データを計測用ブイ６１側に送り、第２ＧＰＳ受信機６４において測定された測定データを補正するようにしたが、例えば逆に、基地局５１にリアルタイムで計測用ブイ６１の測定データを送信し、そして基地局５１側にて補正を行い、計測用ブイ６１の変位を求めるようにしてもよい。
【００３８】
さらに、上記説明においては、ブイ本体７４を索体７２を介してアンカー７１に連結して係留させたが、アンカーに係留させずに、例えば定点保持機構を使用して、動的にその位置を保持させるように構成してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明の津波検知システムによると、ＧＰＳを利用して、計測用浮体の位置をキネモティック方式または補正データを用いたディファレンシャル方式で測定して、海面の変位を検出するようにしたので、地震と判断されないような地殻変動により発生するような津波でも、確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における津波検知システムの概略構成を示す断面図である。
【図２】同第１の実施の形態の津波検知システムにおける観測基地局側の構成を示すブロック図である。
【図３】同第１の実施の形態の津波検知システムにおける計測用ブイの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の津波検知システムにおける観測基地局側の構成を示すブロック図である。
【図５】同第２の実施の形態の津波検知システムにおける計測用ブイの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１      津波検知システム
２      ＧＰＳ衛星
３      観測基地局
４      津波計測用ブイ
１１      アンテナ
１２      第１ＧＰＳ受信機
１３      第１データ送信機
１４      第１データ受信機
３１      第２データ受信機
３２      アンテナ
３３      第２ＧＰＳ受信機
３４      第２データ送信機
５１      観測基地局
５２      アンテナ
５３      第１ＧＰＳ受信機
５４      第１データ送信機
５５      第１データ受信機
６１      津波計測用ブイ
６２      第２データ受信機
６３      アンテナ
６４      第２ＧＰＳ受信機
６５      第２データ送信機
【図１】
0003803177.tif 000002
【図２】
0003803177.tif 000003
【図３】
0003803177.tif 000004
【図４】
0003803177.tif 000005
【図５】
0003803177.tif 000006