JPH08285589A - Construction-equipment positioning system by gps and gyro - Google Patents
Construction-equipment positioning system by gps and gyroInfo
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- JPH08285589A JPH08285589A JP7114110A JP11411095A JPH08285589A JP H08285589 A JPH08285589 A JP H08285589A JP 7114110 A JP7114110 A JP 7114110A JP 11411095 A JP11411095 A JP 11411095A JP H08285589 A JPH08285589 A JP H08285589A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
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- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ＧＰＳ測位法を利用し
た建設機械（作業船）の位置決めシステムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positioning system for a construction machine (workboat) using the GPS positioning method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】建設機械の位置と方向は、建設機械上の
２点の座標を計測することにより求めることができる。
前記座標を計測するのには種々な方法があるが、その中
でも、最近、普及されてきたＧＰＳ衛星を利用する測位
技術が、高精度であり、かつ従来の測位よりも取扱いが
容易で多用途に利用することができ、最適である。建設
機械の座標を計測するには、一般に一対のＧＰＳアンテ
ナ手段と既知位置にある基準局及びＧＰＳ衛星を利用し
て行われるが、建設機械、特に最近の大型作業船上には
リーダーとか、クレーンのアームなどの複雑な形状の高
い柱状構造物が設置されていて、それが電波障害物とし
て働き、作業船の向きと測位時間帯の衛星の配置との関
係で、ＧＰＳアンテナ手段が２点同時に衛星の電波を捉
えることができない場合がある。2. Description of the Related Art The position and direction of a construction machine can be obtained by measuring the coordinates of two points on the construction machine.
There are various methods for measuring the coordinates, and among them, the positioning technology using a GPS satellite, which has been popularized recently, has high accuracy, is easier to handle than conventional positioning, and is versatile. Is available and is the best. The coordinates of a construction machine are generally measured by using a pair of GPS antenna means and a reference station and a GPS satellite at a known position. However, on a construction machine, especially on a large work boat these days, a leader or a crane arm is used. A columnar structure with a complicated shape such as is installed, which acts as a radio wave obstruction, and two GPS antenna means are simultaneously installed on the satellite because of the relationship between the orientation of the work boat and the arrangement of the satellites in the positioning time zone. It may not be possible to capture the radio waves.
【０００３】その場合の対策として、作業船上の異なる
場所に複数のＧＰＳアンテナを、それぞれ配置して、そ
の時間帯における衛星の配置と電波障害物との関係か
ら、最も受信率が大きな一対のＧＰＳアンテナ手段を選
択して測位するとか、作業船上に設置した一対のＧＰＳ
アンテナ位置を、その時間帯における衛星の配置と前記
障害物との関係から計って電波を受信できると予測され
る位置に、それぞれ移動させることにより、各アンテナ
で所要個数のＧＰＳ衛星の電波を受信し、建設機械の座
標位置の計測を可能にする位置決めシステム（平成６年
特許願第３３５０９４号参照）が提案されている。As a countermeasure in that case, a plurality of GPS antennas are arranged at different places on the work boat, respectively, and the pair of GPS having the highest reception rate due to the relationship between the satellite arrangement and the radio wave obstacle in the time zone. Positioning by selecting the antenna means, or a pair of GPS installed on the work boat
Receiving the required number of GPS satellite radio waves at each antenna by moving the antenna position to a position where it is predicted that radio waves can be received based on the relationship between the satellite arrangement and the obstacles in that time zone. However, a positioning system (see Japanese Patent Application No. 335094 in 1994) that enables measurement of the coordinate position of the construction machine has been proposed.
【０００４】しかしながら、このときにも高価なＧＰＳ
アンテナ手段を一対または複数台、作業船に搭載して置
く必要がある。また、一対のＧＰＳアンテナ手段を作業
船に設置し、それぞれ移動可能とした場合にも、その移
動範囲は作業船上に限定されるから、特定の時間帯に必
ずしも２台同時にＧＰＳ衛星電波を受信できるとは限ら
ない。その場合は、作業船座標位置の計測操作を延期し
なければならない。However, even at this time, the expensive GPS
It is necessary to mount one or a plurality of antenna means on a work boat. Further, even when a pair of GPS antenna means is installed on the work boat and each is movable, the moving range is limited to the work boat, so that two GPS satellite radio waves can be received at the same time in a specific time zone. Not necessarily. In that case, the measurement operation of the work boat coordinate position must be postponed.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述従来方
法に付随する幾つかの問題点を解消し、ＧＰＳ測位シス
テムの特徴を確保しながら、経済的に、かつ手軽に作業
船座標位置の測位不能な状況を激減させることを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves some of the problems associated with the conventional methods described above, and while maintaining the characteristics of the GPS positioning system, it is economical and easy to determine the coordinate position of the work boat. The purpose is to drastically reduce the situation where positioning is impossible.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、次に述べるとおりの各構成要件を具備
している。 （１） 作業船上に設置した１台のＧＰＳアンテナ手段
と既知位置にある基準局及びＧＰＳ衛星により作業船座
標位置を測位すると共に、測位された座標位置を基準に
し作業船に搭載したジャイロコンパスで基準方位からの
角度を求めることにより、作業船が施工する工作物の位
置を測定することを特徴とするＧＰＳとジャイロによる
建設機械位置決めシステム。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has the respective constituent features as described below. (1) The position of the work boat coordinate is determined by one GPS antenna means installed on the work boat, the reference station and the GPS satellite at a known position, and the gyro compass mounted on the work boat is used as a reference based on the determined coordinate position. A construction machine positioning system using GPS and a gyro, which measures the position of a workpiece to be constructed by a work boat by obtaining an angle from the azimuth.
【０００７】（２） 作業船と一体に垂直方向に設置し
た剛性のある高構造物の頂部に設けた１台のＧＰＳアン
テナ手段及び、前記高構造物の傾きを測定する傾斜計を
設け、前記１台のＧＰＳアンテナと既知位置にある基準
局及びＧＰＳ衛星により前記アンテナ座標位置を測位す
ると共に、測位された時刻と同時期に得られた高構造物
の傾きを計測した値により、測位により得られたＧＰＳ
アンテナの作業船上の座標位置を補正し、前記補正され
た座標位置を基準にすることよりなる上記第（１）項記
載のＧＰＳとジャイロによる建設機械位置決めシステ
ム。(2) One GPS antenna means provided on the top of a rigid high structure installed in the vertical direction integrally with the work boat and an inclinometer for measuring the inclination of the high structure are provided. The position of the antenna coordinate is measured by one GPS antenna, a reference station and a GPS satellite at a known position, and the tilt of a high structure obtained at the same time as the time of the positioning is obtained by the positioning. GPS
The construction machine positioning system by GPS and gyro according to the above item (1), which comprises correcting the coordinate position of the antenna on the work boat and using the corrected coordinate position as a reference.
【０００８】（３） 作業船上に設置した一対のＧＰＳ
アンテナ手段と既知位置にある基準局及びＧＰＳ衛星に
より作業船の位置及び方位を測位可能にする一方、衛星
の配置と作業船上に設備した電波障害物などに起因して
前記ＧＰＳアンテナの１台が測位不能となった場合に、
他の１台のＧＰＳアンテナと既知位置にある基準局及び
ＧＰＳ衛星により作業船座標位置を測位すると共に、測
位された座標位置を基準にし作業船に搭載したジャイロ
援助システムにより、指定方位からの角度を求めること
により、作業船が施工する工作物の位置を測定すること
を特徴とするＧＰＳとジャイロによる建設機械位置決め
システム。(3) A pair of GPSs installed on the work boat
While the position and direction of the work boat can be measured by the antenna means, the reference station and the GPS satellite at a known position, one of the GPS antennas is positioned due to the arrangement of the satellite and the radio wave obstacles installed on the work boat. If it becomes impossible,
The work boat coordinate position is measured by another GPS antenna, a reference station and a GPS satellite at a known position, and an angle from the designated azimuth is determined by the gyro assistance system mounted on the work boat based on the measured coordinate position. A construction machine positioning system using GPS and a gyro, which measures the position of a work piece to be constructed by a work boat by asking for it.
【０００９】（４） 作業船と一体に垂直方向に設置し
た剛性のある一対の高構造物の頂部に、それぞれＧＰＳ
アンテナ手段を取り付けてなる上記第（３）項記載のＧ
ＰＳとジャイロによる建設機械位置決めシステム。(4) A GPS is installed on each of the tops of a pair of rigid high structures that are vertically installed integrally with the work boat.
The G according to the above (3), which is provided with antenna means.
Construction machine positioning system with PS and gyro.
【００１０】[0010]
（１） １台のＧＰＳアンテナ手段と既知位置にある基
準局及びＧＰＳ衛星により作業船上の１点、すなわちア
ンテナの座標位置を測位することが可能で、作業船に搭
載してあるジャイロコンパスに基づき、前記測位点を通
る基準方位に対する機械の向きを測定し、極座標系を利
用して工作物の施工位置を決定する。 （２） 垂直方向の剛性のある高構造物の頂部に設けた
１台のＧＰＳアンテナ手段と既知位置にある基準局及び
ＧＰＳ衛星により前記アンテナ座標位置を測位すると共
に、測位された時刻と同時期の高構造物の傾き（作業船
のローリング及びピッチング角度）を測定し、前記測定
角に基づき測位により得られたＧＰＳアンテナの座標位
置を水準面（作業船）上において補正して基準位置を決
定し、作業船に搭載してあるジャイロコンパスに基づ
き、前記基準点を通る基準方位に対する機械の向きを測
定し、すなわち、極座標系を利用して工作物の施工位置
を決定する。(1) It is possible to measure one point on the work boat, that is, the coordinate position of the antenna by one GPS antenna means, a reference station and a GPS satellite at known positions, and based on the gyro compass mounted on the work boat, The orientation of the machine with respect to the reference orientation passing through the positioning point is measured, and the construction position of the workpiece is determined using the polar coordinate system. (2) Positioning the antenna coordinate position by one GPS antenna means provided on the top of a vertically rigid high structure, a reference station and a GPS satellite at a known position, and at the same time as the positioning time. The inclination of the high structure (rolling and pitching angle of the work boat) is measured, and the coordinate position of the GPS antenna obtained by positioning based on the measurement angle is corrected on the level plane (work boat) to determine the reference position. Based on a gyrocompass mounted on a work boat, the machine orientation with respect to a reference azimuth passing through the reference point is measured, that is, a construction position of a workpiece is determined using a polar coordinate system.
【００１０】（３） 通常は、ＧＰＳアンテナ２台を使
用して作業船上の２点の測位、すなわち、作業船の位置
（座標、方位）決めが可能である（詳しくは、平成６年
特許願第３３５０９４号明細書参照）が、その時間帯に
おける衛星の配置と作業船上の障害物の位置（作業船の
向きに関係する）との関係で、ＧＰＳアンテナの１台が
測位（通常、４つの衛星の電波を受信することができる
場合）不能であった場合に、他の１台のＧＰＳアンテナ
を利用して既知位置にある基準局及びＧＰＳ衛星により
作業船上の１点の座標（当該アンテナ）位置を測位する
と共に、測位した座標位置を基準にして、作業船に搭載
してある、予め方位を設定してあるジャイロ援助システ
ムを利用して設定方位に対する誤差角度を求めることに
より、作業船が施工する工作物の位置を決定する。(3) Normally, it is possible to position two points on the work boat, that is, to determine the position (coordinates, direction) of the work boat by using two GPS antennas (for details, refer to the 1994 patent application). No. 335094), one of the GPS antennas measures the position (usually four points) due to the relationship between the position of the satellite and the position of the obstacle on the work boat (related to the direction of the work boat) in that time zone. If it is not possible (to receive the satellite radio waves), the position of one point (the relevant antenna) on the work boat by the reference station and GPS satellite at a known position by using another GPS antenna. The work boat is constructed by determining the error angle with respect to the set azimuth using the gyro assistance system installed in the work boat and having the azimuth set in advance, based on the measured coordinate position. Determine the position of the workpiece to be processed.
【００１１】（４） 垂直方向の剛性のある２基の高構
造物の頂部に、それぞれ設けた１台の各ＧＰＳアンテナ
手段と既知位置にある基準局及びＧＰＳ衛星により作業
船上の２点の測位、すなわち、作業船の位置決めが可能
であるが、その時間帯における衛星の配置と作業船上の
障害物の位置との関係で、ＧＰＳアンテナの１台が測位
不能であった場合に、他の１台のＧＰＳアンテナを利用
して既知位置にある基準局及びＧＰＳ衛星により作業船
上の前記アンテナ座標位置を測位すると共に、測位され
た時刻と同時期の高構造物の傾きを測定し、前記測定角
に基づき、測位により得られたＧＰＳアンテナの座標位
置を水準面上において補正して基準位置を決定し、作業
船に搭載してある、予め方位を設定しているジャイロ援
助システムを利用して設定方位に対する誤差角度を求め
ることにより、作業船が施工する工作物の位置を決定す
る。(4) Positioning of two points on the work boat by means of one GPS antenna means respectively provided on top of two vertically high rigid structures, a reference station and GPS satellites at known positions, That is, the work boat can be positioned, but if one of the GPS antennas cannot be positioned due to the position of the satellite and the position of the obstacle on the work boat in that time zone, the other one can be positioned. The GPS antenna is used to measure the antenna coordinate position on the work boat by a reference station and GPS satellites at known positions, and the inclination of the high structure at the same time as the measured time is measured, and based on the measured angle. , The coordinate position of the GPS antenna obtained by positioning is corrected on the level surface to determine the reference position, and the gyro assistance system installed on the work boat and having the preset azimuth is used. The position of the workpiece to be constructed by the work boat is determined by obtaining the error angle with respect to the set bearing.
【００１２】[0012]
【実 施 例】以下に、本発明建設機械位置決めシステ
ムの実施例について、図面に沿って説明するが、本実施
例システムを構成する各要件の中には本出願当時の技術
レベルの範囲内で任意に設計変形が可能なものが存在す
るから、格別の理由を示すことなしに本件実施例の具体
的構造のみに基づいて、発明を構成する要件を限定して
解釈することは許されない。[Examples] Examples of the construction machine positioning system of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, each of the requirements constituting the system of this example is within the technical level at the time of the application. Since there are some which can be modified in design arbitrarily, it is not allowed to limit the interpretation of the requirements constituting the invention based on only the specific structure of the embodiment without showing any special reason.
【００１３】（１）図１は、本発明ＧＰＳとジャイロに
よる建設機械位置決めシステムの一実施例の要部平面を
示し、図中、作業船１を矩形の細線により表わし、その
中心線２と矩形辺との各交点３，４は、それぞれ作業船
上におけるＧＰＳアンテナの設置位置Ｘ1 ，Ｙ1 及び工
作物の施工位置を示している。ＧＰＳアンテナの設置位
置３と工作物の施工位置４との間の距離をｓとする。点
線で示す方位はジャイロコンパスに基づき得られる経線
でＮ−Ｓ軸線である。作業船１の中心線２とＮ−Ｓ軸線
とが挾む角がθである。いま、ＧＰＳアンテナ手段と既
知位置にある基準局及びＧＰＳ衛星により作業船（ＧＰ
Ｓアンテナ）位置３を測位してＸ1 ，Ｙ1 を得たとする
と、作業船１上の工作物の施工位置４は、Ｘ1 ＋ｓ×si
n θ，Ｙ1 ＋cos θで表わすことができる。(1) FIG. 1 is a plan view of a main part of an embodiment of a construction machine positioning system using GPS and a gyro according to the present invention. In the figure, a work boat 1 is represented by a rectangular thin line, and its center line 2 and a rectangle. The intersections 3 and 4 with the sides respectively indicate the installation positions X 1 and Y 1 of the GPS antenna and the construction position of the workpiece on the work boat. The distance between the installation position 3 of the GPS antenna and the construction position 4 of the workpiece is s. The azimuth indicated by the dotted line is the meridian obtained based on the gyrocompass and is the NS axis. The angle between the center line 2 of the work boat 1 and the NS axis is θ. Now, a work boat (GP
S antenna) Position 3 is measured and X 1 and Y 1 are obtained, and the construction position 4 of the workpiece on the work boat 1 is X 1 + s × si
It can be expressed by n θ and Y 1 + cos θ.
【００１４】（２）図２は、本発明ＧＰＳとジャイロに
よる建設機械位置決めシステムの別の実施例の要部側面
を示すもので、図中、作業船１上に設置されたリーダー
とか、クレーンのアームなどの高い柱状構造物等に基づ
く電波障害の影響が比較的に少ない作業船の船尾付近に
剛性が大きく高いアンテナ支柱（高構造物）５を一体的
に立設し、この支柱５の頂部をＧＰＳアンテナ設置位置
３とする。アンテナ支柱５には、作業船のローリング及
びピッチングを測定する傾斜計６，７を、それぞれ取付
け、ＧＰＳアンテナ設置位置３を計測する時間帯におけ
るアンテナ支柱５の傾きを検知できるようにしている。(2) FIG. 2 shows a side view of a main part of another embodiment of a construction machine positioning system using GPS and a gyro according to the present invention. In the figure, a leader installed on the work boat 1 or a crane is shown. A highly rigid antenna strut (high structure) 5 is integrally erected in the vicinity of the stern of a work boat that is relatively unaffected by radio interference due to a high columnar structure such as an arm, and the top of this strut 5 is Is the GPS antenna installation position 3. The inclinometers 6 and 7 for measuring rolling and pitching of the work boat are attached to the antenna support column 5, respectively, so that the inclination of the antenna support column 5 can be detected during the time period when the GPS antenna installation position 3 is measured.
【００１５】アンテナ支柱５（ＧＰＳアンテナ設置位置
３）の高さをｈ アンテナ支柱５のローリング方向の傾斜角をθ1 アンテナ支柱５のピッチング方向の傾斜角をθ2 とすれば、作業船（ＧＰＳアンテナ）位置３を測位して
得られた上述のＸ1 ，Ｙ1 には、それぞれ、船上におい
て、ｈ×sin θ1 ，ｈ×sin θ2 の補正が必要となる。
前記傾斜計は、たとえば、0.05°まで測定可能で、仮り
に、ｈ＝１０ｍとすると、検出誤差は、船の中心軸線及
びそれに直角方向に対して、それぞれ０．８mmとなる。If the height of the antenna support column 5 (GPS antenna installation position 3) is h and the inclination angle of the antenna support column 5 in the rolling direction is θ 1 and the inclination angle of the antenna support column 5 in the pitching direction is θ 2 , the work boat (GPS The above-mentioned X 1 and Y 1 obtained by positioning the antenna position 3 need to be corrected on the ship by h × sin θ 1 and h × sin θ 2 , respectively.
The inclinometer can measure up to, for example, 0.05 °, and if h = 10 m, the detection error is 0.8 mm with respect to the center axis of the ship and the direction perpendicular thereto.
【００１６】土木建設機械は、工作物を地表や水面下に
設置するため、座標が建設機械の下にある事が多い。建
設機械の位置決めを行なう場合は、機械の傾きによる誤
差をできるかぎり小さくするために機械の下部にアンテ
ナを設置し、座標を求めることが精度の向上のうえから
好ましい。しかし、ＧＰＳ測位法では衛星からの電波を
受けて測位を行なうから、障害物により電波が遮られる
おそれがある。すなわち、最近の作業船上にはリーダー
とか、クレーンのアームなどの複雑な形状の高い柱状構
造物が設置されていて、それが電波障害物として働き、
その時間帯における衛星の配置との関係でＧＰＳアンテ
ナが衛星の電波を捉えることができない場合があるか
ら、ＧＰＳアンテナは成るべく電波障害物の影響が及ば
ない場所、たとえば、周囲の障害物から独立して比較的
に高い位置に設けることが望ましい。[0016] In civil engineering construction machines, since the work is installed on the surface of the earth or under the water surface, the coordinates are often under the construction machine. When positioning a construction machine, it is preferable to install an antenna in the lower part of the machine and obtain the coordinates in order to minimize the error due to the inclination of the machine in order to improve the accuracy. However, in the GPS positioning method, since radio waves from satellites are used for positioning, there is a risk that radio waves may be blocked by obstacles. In other words, there is a columnar structure with a complicated shape, such as a leader or a crane arm, installed on a recent work boat, which acts as a radio wave obstacle.
Since the GPS antenna may not be able to capture the radio waves of the satellite in relation to the arrangement of the satellites in that time zone, the GPS antenna should be as independent as possible from a place where the influence of the radio wave obstacle is not exerted, for example, an obstacle around it. Therefore, it is desirable to provide it at a relatively high position.
【００１７】しかし、作業船上に設けた高構造物の頂点
は、船の動揺による傾きとか作業の状態または強風に基
づく高構造物の撓みなどにより移動して、必ずしも定位
置を保つとはいい難い。そこで、ＧＰＳアンテナを剛性
のある専用の高構造物の上に取付けて測位時間帯におけ
る衛星電波を受信し易くすると共に、ＧＰＳによる座標
と同時に高構造物の傾斜角を求めて、機械（作業船）下
部での座標補正をすることにより、障害物による電波障
害を防ぎ、かつ、座標の測位精度を向上させるようにし
たものである。However, it is difficult to say that the apex of the high structure provided on the work boat is always kept in a fixed position by moving due to the inclination of the high motion of the boat, the work condition or the bending of the high structure due to the strong wind. . Therefore, the GPS antenna is mounted on a rigid high structure dedicated to make it easy to receive satellite radio waves in the positioning time zone, and the tilt angle of the high structure is calculated at the same time as the GPS coordinates and the machine (workboat ) By correcting the coordinates in the lower part, it is possible to prevent radio interference due to obstacles and improve the positioning accuracy of the coordinates.
【００１８】（３）図３は、本発明ＧＰＳとジャイロに
よる建設機械位置決めシステムの他の実施例の要部平面
を示し、図中、作業船１を矩形の細線により表わし、そ
の中心線２と矩形辺との交点４，８は、それぞれ作業船
上における工作物の施工位置と一対のＧＰＳアンテナの
設置点を結ぶ線の中心点（船尾の中央位置）を示してい
る。前記一対のＧＰＳアンテナの設置位置Ｘ2 ，Ｙ2 及
びＸ3 ，Ｙ3 は、矩形の細線で表わした作業船１の船尾
の中央位置８に対し対称位置にある。通常では、一対の
ＧＰＳアンテナによって、それぞれの座標Ｘ2 ，Ｙ2 及
びＸ3 ，Ｙ3 が求められ、作業船上の２点の座標が測定
されれば、作業船の位置、向きも定まり、それに基づき
工作物の施工位置４を割り出すことが可能である。この
ときには、ジヤイロコンパスまたはジャイロ援助システ
ムによる方位角の測定は、不要となる。(3) FIG. 3 shows a plan view of a main part of another embodiment of the construction machine positioning system using GPS and a gyro according to the present invention. In the figure, the work boat 1 is represented by a rectangular thin line and its center line 2 The intersections 4 and 8 with the rectangular sides respectively indicate the center points (center positions of the stern) of the line connecting the construction position of the workpiece on the work boat and the installation points of the pair of GPS antennas. The installation positions X 2 , Y 2 and X 3 , Y 3 of the pair of GPS antennas are symmetrical with respect to the central position 8 of the stern of the work boat 1 which is represented by a rectangular thin line. Normally, a pair of GPS antennas determine respective coordinates X 2 , Y 2 and X 3 , Y 3 , and if the coordinates of two points on the work boat are measured, the position and orientation of the work boat are also determined. Based on this, it is possible to determine the construction position 4 of the workpiece. At this time, the measurement of the azimuth angle by the gyro compass or the gyro assistance system becomes unnecessary.
【００１９】 しかしながら、測位の時間帯における
衛星の配置と作業船の向きによる電波障害物の位置との
関係でＧＰＳアンテナの一台が測位不可能となった場合
に、他の一台のＧＰＳアンテナと既知位置にある基準局
及びＧＰＳ衛星により作業船（ＧＰＳアンテナ）位置を
測位して、たとえばＸ2 ，Ｙ2 を得たとすると、当該座
標と作業船に搭載されているジャイロコンパスとによっ
て、作業船上の工作物施工位置４を、上記の一実施例に
おける説明と同様な経緯により、特定することが可能で
ある。However, when positioning of one GPS antenna becomes impossible due to the relationship between the position of the satellites in the positioning time zone and the position of the radio wave obstruction due to the orientation of the work boat, positioning of the other GPS antenna becomes impossible. When the position of the work boat (GPS antenna) is measured by a reference station and a GPS satellite at a known position to obtain, for example, X 2 and Y 2 , the coordinates of the work boat and the gyrocompass mounted on the work boat cause the work boat to move on the work boat. The workpiece construction position 4 can be specified by the same process as described in the above-described embodiment.
【００２０】 また、一対のＧＰＳアンテナによっ
て、それぞれの座標Ｘ2 ，Ｙ2 及びＸ3 ，Ｙ3 が求めら
れ、作業船の向き（位置）が既知である場合には、作業
船に搭載されているジャイロ援助システムを利用し、そ
のときの作業船の方位角を予め計測しておけば、その方
位角を基準にして、次ぎに新たに測位した一台のアンテ
ナの座標位置と前記援助システムとによって、新たな作
業船上の工作物施工位置４を、上記に説明したと同様
な経緯により、特定することが可能である。ただし、ジ
ャイロ援助システムは、ジャイロコンパスとは異なり、
相対的方位の特定手段であって長時間の使用により誤差
が蓄積するので、手際よく作業をこなすことを要する。
設備費が少ない利点がある。Further, the respective coordinates X 2 , Y 2 and X 3 , Y 3 are obtained by the pair of GPS antennas, and when the orientation (position) of the work boat is known, it is mounted on the work boat. If you use the existing gyro assistance system and measure the azimuth angle of the work boat at that time in advance, the coordinate position of one newly positioned antenna based on that azimuth angle and the assistance system Thus, it is possible to identify the new workpiece construction position 4 on the work boat by the same process as described above. However, unlike the gyro compass, the gyro assistance system
Since it is a means for specifying the relative orientation and errors accumulate over a long period of use, it is necessary to perform work properly.
It has the advantage of low equipment costs.
【００２１】 上記においては、必ずしもＧＰＳア
ンテナが一対である場合に限らない。すなわち、３台以
上設置した場合の位置決めシステムとしても、有効であ
ることは明らかである。これによって作業船について、
ＧＰＳの電波障害に基づく測位不能の状況を減らすこと
ができ、建設作業の能率的進行、かつ精度の向上を期待
することができる。The above is not necessarily limited to the case where the GPS antenna is a pair. That is, it is clear that it is also effective as a positioning system when three or more units are installed. With this, about the work boat,
It is possible to reduce the situation in which positioning is impossible due to GPS radio interference, and it is possible to expect efficient progress in construction work and improvement in accuracy.
【００２２】（４）上記の実施例は、一対のＧＰＳアン
テナが、作業船上、水準位置に設置されていることを前
提として説明しているが、ＧＰＳ測位時間帯において少
しでも所要の衛星の受信が容易であれば、それだけ、作
業船測位の能率が向上し、また精度が上がるなどの利益
がある。そのためには、ＧＰＳアンテナの設置位置をク
レーンとかリーダーなどの電波障害物から離して、しか
も高構造物の頂点に地上からの反射を遮蔽するように設
ければ良いことが分かっている。しかし、それでは作業
船のローリング、ピッチングの程度により測位誤差が生
じることを免れ難い。そこで高構造物に傾斜計を取付
け、誤差を補正するようにすれば、別の実施例同様に、
精度の高い測位を行うことができる。(4) The above embodiment is described on the premise that the pair of GPS antennas are installed at the level position on the work boat. However, reception of satellites required as much as possible during the GPS positioning time zone is possible. If it is easy, there is a benefit that the efficiency of work boat positioning improves and the accuracy increases accordingly. For that purpose, it has been known that the GPS antenna should be installed at a position away from a radio wave obstacle such as a crane or a reader, and the top of a high structure should be provided so as to shield reflection from the ground. However, it is inevitable that a positioning error will occur depending on the degree of rolling and pitching of the work boat. Therefore, if an inclinometer is attached to the high structure to correct the error, as in the other embodiment,
Positioning with high accuracy can be performed.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、本件発明ＧＰＳと
ジャイロによる建設機械位置決めシステムによれば、 高価なＧＰＳアンテナ手段を、一台に減らすことが
できる。 ＧＰＳアンテナが一台で作業船の位置決めが可能な
ため、衛星の配置と障害物などによる測位不能の状態が
激減する。 作業船上に複数台のＧＰＳアンテナ手段を設置した
システムにおいて、援助システムとして使用するとき
は、さらに測位不能の状態を減らす。 等々、従来公知のこの種システムには期待することがで
きない、格別の作用、効果を奏することができる。As described above, according to the GPS and gyro construction machine positioning system of the present invention, the number of expensive GPS antenna means can be reduced to one. Since the work boat can be positioned by one GPS antenna, the situation that positioning is impossible due to the arrangement of satellites and obstacles is drastically reduced. In a system in which a plurality of GPS antenna means are installed on the work boat, when the system is used as an assistance system, the state of non-positioning is further reduced. And so on, it is possible to obtain special actions and effects that cannot be expected from a conventionally known system of this type.
【図１】本件発明ＧＰＳとジャイロによる建設機械位置
決めシステムを搭載した作業船の一実施例の平面図FIG. 1 is a plan view of an embodiment of a work boat equipped with a GPS and gyro construction machine positioning system of the present invention.
【図２】本件発明ＧＰＳとジャイロによる建設機械位置
決めシステムを搭載した作業船の別の実施例の側面図FIG. 2 is a side view of another embodiment of a work boat equipped with a construction machine positioning system using the present invention GPS and a gyro.
【図３】本件発明ＧＰＳとジャイロによる建設機械位置
決めシステムを搭載した作業船の他の実施例の平面図FIG. 3 is a plan view of another embodiment of a work boat equipped with the construction machine positioning system of the present invention GPS and gyro.
１ 作業船 ２ 中心線 ３ ＧＰＳアンテナ設置位置 ４ 工作物施工位置 ５ アンテナ支柱 ６，７ 傾斜計 ８ 船尾中央位置 1 Work boat 2 Center line 3 GPS antenna installation position 4 Work construction position 5 Antenna support 6, 7 Inclinometer 8 Stern center position
Claims (4)
ナ手段と既知位置にある基準局及びＧＰＳ衛星により作
業船座標位置を測位すると共に、測位された座標位置を
基準にし作業船に搭載したジャイロコンパスで基準方位
からの角度を求めることにより、作業船が施工する工作
物の位置を測定することを特徴とするＧＰＳとジャイロ
による建設機械位置決めシステム。1. A gyro compass mounted on a work boat while positioning the work boat coordinate position by one GPS antenna means installed on the work boat, a reference station and a GPS satellite at a known position, and using the determined coordinate position as a reference. A construction machine positioning system using GPS and a gyro characterized in that the position of a work piece constructed by a work boat is measured by obtaining an angle from a reference azimuth.
のある高構造物の頂部に設けた１台のＧＰＳアンテナ手
段及び、前記高構造物の傾きを計測する傾斜計を設け、
前記１台のＧＰＳアンテナと既知位置にある基準局及び
ＧＰＳ衛星により前記アンテナ座標位置を測位すると共
に、測位された時刻と同時期に得られた高構造物の傾き
を測定した値により、測位により得られたＧＰＳアンテ
ナの作業船上の座標位置を補正し、前記補正された座標
位置を基準にすることよりなる請求項１記載のＧＰＳと
ジャイロによる建設機械位置決めシステム。2. A GPS antenna means provided on the top of a rigid high structure installed vertically with the work boat integrally, and an inclinometer for measuring the inclination of the high structure,
The position of the antenna coordinate is measured by the one GPS antenna, the reference station and the GPS satellite at a known position, and the inclination of the high structure is measured at the same time as the time of the positioning, and is obtained by the positioning. 2. The construction machine positioning system by GPS and gyro according to claim 1, further comprising correcting a coordinate position of the GPS antenna on the work boat, and using the corrected coordinate position as a reference.
ナ手段と既知位置にある基準局及びＧＰＳ衛星により作
業船の位置及び方位を測位可能にする一方、衛星の配置
と作業船上に設備した電波障害物などに起因して前記Ｇ
ＰＳアンテナの１台が測位不能となった場合に、他の１
台のＧＰＳアンテナと既知位置にある基準局及びＧＰＳ
衛星により作業船座標位置を測位すると共に、測位され
た座標位置を基準にし作業船に搭載したジャイロ援助シ
ステムにより、指定方位からの角度を求めることによ
り、作業船が施工する工作物の位置を測定することを特
徴とするＧＰＳとジャイロによる建設機械位置決めシス
テム。3. The position and orientation of the work boat can be determined by a pair of GPS antenna means installed on the work boat, a reference station and a GPS satellite at known positions, while the location of the satellite and the radio wave obstruction installed on the work boat. Due to the above
If one of the PS antennas cannot be positioned, the other
Base GPS antenna and a reference station and GPS at a known position
The work boat coordinate position is measured by satellite, and the position of the workpiece constructed by the work boat is measured by finding the angle from the designated azimuth by the gyro assist system installed on the work boat based on the measured coordinate position. A construction machine positioning system using GPS and a gyro.
のある一対の高構造物の頂部に、それぞれＧＰＳアンテ
ナ手段を取り付けてなる請求項３記載のＧＰＳとジャイ
ロによる建設機械位置決めシステム。4. A construction machine positioning system using GPS and a gyro according to claim 3, wherein GPS antenna means are attached to the tops of a pair of rigid high structures that are vertically installed integrally with the work boat.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7114110A JPH08285589A (en) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | Construction-equipment positioning system by gps and gyro |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7114110A JPH08285589A (en) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | Construction-equipment positioning system by gps and gyro |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08285589A true JPH08285589A (en) | 1996-11-01 |
Family
ID=14629385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7114110A Pending JPH08285589A (en) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | Construction-equipment positioning system by gps and gyro |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08285589A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10332416A (en) * | 1997-06-02 | 1998-12-18 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Automatic moving body, automatic navigating ship, and automatic surveying ship for deposited sand of dam |
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| JPH06317652A (en) * | 1993-04-30 | 1994-11-15 | Suzuki Motor Corp | Gps vehicle position detecting system |
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1995
- 1995-04-17 JP JP7114110A patent/JPH08285589A/en active Pending
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