CN101153912A - 测定系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的测定系统具有设置在已知点的测量装置、设置在测定点的至少一个受光装置、主运算装置，所述测量装置旋转照射由至少一个倾斜的两个以上的扇形激光光线构成的基准面形成用激光光线以及测距光，接收反射测距光，进行距离测定，在所述受光装置与所述主运算装置之间对测距数据进行通信，所述受光装置基于该受光部接收所述基准面形成用激光光线后所发出的受光信号，运算相对于所述测量装置的仰角，基于该仰角和与所述测量装置间的距离，运算高低位置，至少在与所述主运算装置之间对测距数据、高低位置数据进行通信，所述主运算装置与所述测量装置和所述受光装置中的至少该受光装置通信，按每个测定点收集记录测距数据、高低位置数据等的测量数据。

Description

测定系统
技术领域
本发明涉及通过一人或多个测量操作者共同操作进行测量时的测定系统。
背景技术
在与土木工程例如道路工程等相伴的测量中，有道路两侧位置测定、高低差的测定、道路宽度的测定等，测量操作成为多个测量操作者的共同操作。
以往，利用总站(total station)进行测量时，沿道路两侧以预定间隔例如10m或20m打桩，助理测量员在打桩地点支持测定目标(例如，装有棱镜的杆)，测量技术员从总站侧对测定目标实施测量，并且，收集各打桩点的测量数据。
在使用所述总站的测量方法中，从测量技术员对助理测量员发出关于测量的指示等一对一的操作，操作性较差，此外，也要求助理测量员具有预定的测量知识、测量技术，存在增加测量成本的问题。
在规模较小的现场，难以确保具有通常测量知识、测量技术的助理测量员，必须由一人同时处理测量技术员的操作、现场施工技术员的操作、现场监督的操作。因此，操作繁杂，并且效率低下。
发明内容
本发明的目的在于不要求测量知识、测量技术并可简便地且容易地进行测量数据的取得，可谋求提高操作性并降低测量成本。
为达所述目的，本发明的测定系统具有设置在已知点的测量装置、设置在测定点的至少一个受光装置、主运算装置，其中，所述测量装置具有：激光光线投射部，旋转照射由至少一个倾斜的两个以上的扇形激光光线构成的基准面形成用激光光线以及测距光；测距部，接收来自所述受光装置的反射测距光，进行距离测定；无线通信部，在所述受光装置与所述主运算装置之间对测距数据进行通信，所述受光装置具有：反射部，将所述测距光向所述测量装置反射；受光部，接收所述基准面形成用激光光线；受光侧控制运算部，基于该受光部接收所述基准面形成用激光光线后所发出的受光信号，运算相对于所述测量装置的仰角，基于该仰角和与所述测量装置间的距离，运算高低位置；受光侧无线通信部，与所述主运算装置和其他受光装置中的至少所述主运算装置之间对测距数据、高低位置数据进行通信，所述主运算装置具有：主无线通信部，能够与所述测量装置和所述受光装置中的至少该受光装置通信；主存储部，按每个测定点收集记录测距数据、高低位置数据等的测量数据。此外，在本发明的测定系统中，所述主运算装置具有主控制运算部，该主控制运算部通过所述主无线通信部向所述测量装置发出开始测定用的指示信号，通过所述主无线通信部向所述受光装置发送测定点的位置信息。此外，在本发明的测定系统中，所述受光装置实时地接收从所述测量装置发送的测距数据，在所接收的测距数据与位置信息相符的情况下，向所述主运算装置发送所述测距数据、高低位置数据。此外，在本发明的测定系统中，所述受光装置具有受光侧显示部，根据测定点的位置信息与所述受光装置自身的测定数据的偏差，在该受光侧显示部上显示引导方向，在测定点的位置信息与所述受光装置自身的测定数据相符的情况下，向所述主运算装置发送所述测距数据、高低位置数据。此外，在本发明的测定系统中，所述主运算装置具有主控制运算部，在所述主存储部中存储施工数据，所述主控制运算部根据从施工数据得到的测定点的位置信息和所述测量装置所测定的所述受光装置的测距结果，向所述受光装置发送引导信息，在该受光装置的受光侧显示部上显示引导方向。此外，在本发明的测定系统中，所述主运算装置可选择第1模式、第2模式和第3模式，在第1模式中，通过所述主无线通信部向所述测量装置发出开始测定用的指示信号，通过所述主无线通信部向所述受光装置发送测定点的位置信息，所述受光装置实时地接收从测量装置发送的测距数据，在所接收的测距数据与位置信息相符的情况下，向所述主运算装置发送所述测距数据、高低位置数据，在第2模式中，通过所述主无线通信部向所述测量装置发出开始测定的指示信号，通过所述主无线通信部向所述受光装置发送测定点的位置信息，根据测定点的位置信息与所述受光装置自身的测定数据的偏差，在所述受光装置的受光侧显示部上显示引导方向，在测定点的位置信息与所述受光装置自身的测定数据相符的情况下，向所述主运算装置发送所述测距数据、高低位置数据，在第3模式中，所述主存储部存储施工数据，根据从施工数据得到的测定点的位置信息与所述测量装置所测定的所述受光装置自身的测距结果，向所述受光装置发送引导信息，在所述受光侧显示部上显示引导方向。
根据本发明，在具有设置在已知点的测量装置、设置在测定点的至少一个受光装置、主运算装置的测定系统中，所述测量装置具有：激光光线投射部，旋转照射由至少一个倾斜的两个以上的扇形激光光线构成的基准面形成用激光光线以及测距光；测距部，接收来自所述受光装置的反射测距光，进行距离测定；无线通信部，在所述受光装置与所述主运算装置之间对测距数据进行通信，所述受光装置具有：反射部，将所述测距光向所述测量装置反射；受光部，接收所述基准面形成用激光光线；受光侧控制运算部，基于该受光部接收所述基准面形成用激光光线后所发出的受光信号，运算相对于所述测量装置的仰角，基于该仰角和与所述测量装置间的距离，运算高低位置；受光侧无线通信部，与所述主运算装置和其他受光装置中的至少所述主运算装置之间对测距数据、高低位置数据进行通信，所述主运算装置具有：主无线通信部，能够与所述测量装置和所述受光装置中的至少该受光装置通信；主存储部，按每个测定点收集记录测距数据、高低位置数据等的测量数据，所以，容易进行由各测定点、各受光装置得到的测定数据的收集，提高测定操作的效率。
此外，根据本发明，所述主运算装置具有主控制运算部，该主控制运算部通过所述主无线通信部向所述测量装置发出开始测定用的指示信号，通过所述主无线通信部向所述受光装置发送测定点的位置信息，所以，测量者与助理测量员间的指示联络容易且可靠，可谋求多人操作的测量操作的顺畅化、高效化。
此外，根据本发明，所述受光装置实时地接收从所述测量装置发送的测距数据，在所接收的测距数据与位置信息相符的情况下，向所述主运算装置发送所述测距数据、高低位置数据，所以，能够自动地收集测定点的测定数据，提高操作效率。
此外，根据本发明，所述受光装置具有受光侧显示部，根据测定点的位置信息与所述受光装置自身的测定数据的偏差，在该受光侧显示部上显示引导方向，在测定点的位置信息与所述受光装置自身的测定数据相符的情况下，向所述主运算装置发送所述测距数据、高低位置数据，所以，助理测量员的引导容易，助理测量员随受光侧显示部上显示的引导方向移动即可，即使是测量技术缺乏或没有经验的人也可以测量。
此外，根据本发明，所述主运算装置具有主控制运算部，在所述主存储部中存储施工数据，所述主控制运算部根据从施工数据得到的测定点的位置信息和所述测量装置所测定的所述受光装置的测距结果，向所述受光装置发送引导信息，在该受光装置的受光侧显示部上显示引导方向，所以，助理测量员随着在受光侧显示部上显示的引导方向移动即可，即使是测量技术缺乏或无经验的人也可以测量，此外，对所述主运算装置进行操作的人进行测量开始的指示即可，能够减轻测量需要的劳动力。
此外，根据本发明，所述主运算装置可选择第1模式、第2模式和第3模式，在第1模式中，通过所述主无线通信部向所述测量装置发出开始测定用的指示信号，通过所述主无线通信部向所述受光装置发送测定点的位置信息，所述受光装置实时地接收从测量装置发送的测距数据，在所接收的测距数据与位置信息相符的情况下，向所述主运算装置发送所述测距数据、高低位置数据，在第2模式中，通过所述主无线通信部向所述测量装置发出开始测定的指示信号，通过所述主无线通信部向所述受光装置发送测定点的位置信息，根据测定点的位置信息与所述受光装置自身的测定数据的偏差，在所述受光装置的受光侧显示部上显示引导方向，在测定点的位置信息与所述受光装置自身的测定数据相符的情况下，向所述主运算装置发送所述测距数据、高低位置数据，在第3模式中，所述主存储部存储施工数据，根据从施工数据得到的测定点的位置信息与所述测量装置所测定的所述受光装置自身的测距结果，向所述受光装置发送引导信息，在所述受光侧显示部上显示引导方向，所以，能够选择适应实施测量操作的人员结构的优选测量方式，可实施有效的、高效的测量。
附图说明
图1是表示本发明的实施例的概要图。
图2是表示本发明的实施例的设备结构概要的说明图。
图3是表示本发明的实施例的设备结构概要的方框图。
图4是本发明的实施例的激光光线投射部的剖面图。
图5是运算本发明的实施例的仰角时的说明图。
图6是运算本发明的实施例的仰角时的说明图。
图7是运算本发明的实施例的仰角时的说明图。
图8是运算本发明的实施例的仰角时的说明图。
图9是运算本发明实施例的仰角时的说明图。
图10是本发明的实施例的测距部的概要结构图。
图11是表示本发明的实施例的测量的概要图。
图12是表示本发明的实施例的主控制装置的显示部的主画面的图。
图13是表示本发明的实施例的主控制装置的显示部的自身模式子画面(self-mode sub-screen)的图。
图14是表示本发明的实施例的主控制装置的显示部的导航子画面(navigation sub-screen)的图。
图15是表示本发明的实施例的受光装置的显示部的指示接收画面的图。
图16是表示本发明的实施例的主控制装置的显示部的自动导航画面(aoto-navigation screen)的图。
图17是表示本发明的实施例的模式选择的图。
图18是选择自身模式时的流程图。
图19是选择导航模式时的流程图。
图20是选择自动导航模式时的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图说明用于实施本发明的优选方式。
首先，利用图1、图2说明本发明的实施例的测定系统的概要。
在图1所示的测量装置1中形成水平基准面，并且，可进行至测定目标2的距离测定。
所述测量装置1具有基准面形成部3与测距部4。将所述测量装置1设置在已知点，以固定速度旋转照射基准面形成用激光光线5，并且，可旋转照射测距光6，接收来自所述测定目标2的被反射的测距光6，由此，可测定到多处的所述测定目标2的距离。
所述基准面形成部3以固定速度旋转照射由至少1个倾斜了的2个以上的扇形激光光线构成的所述基准面形成用激光光线5(在图中，激光光线5由3个扇形激光光线构成，激光光线5的光束剖面为N字形)，形成水平基准面。此外，作为旋转照射1个倾斜了的3个以上的扇形激光光线的激光装置，在日本特开2004-212058号中提出了旋转激光装置。
旋转照射所述基准面形成用激光光线5，所述测定目标2具有受光装置7，该受光装置7求出接收2个以上的扇形激光光线时的受光时的时间差，由此，可利用该时间差与所述倾斜后的扇形激光光线的倾斜角，求出相对于以所述测量装置1为中心的水平基准面的仰角。此外，可基于仰角进行倾斜基准面的设定。
此外，在日本特开2006-337302号中公开了旋转照射N字形的扇形激光光线5并且旋转照射测距光6的测量装置。旋转照射所述测距光6，由此，也能够同时进行多个测定目标2的距离测定。因此，以所测定的仰角和所测定的距离，可对所述测定目标2测定高度方向的位置。
图3表示本发明的测定系统的概要结构，所述测量装置1主要具有：所述基准面形成部3；所述测距部4；控制运算部8；存储部9；操作部11；用于旋转照射所述基准面形成用激光光线5的第1旋转电动机12；用于旋转照射所述测距光6的第2旋转电动机52(后述)；用于驱动所述基准面形成部3的基准面形成驱动部13；用于驱动所述第1旋转电动机12、所述第2旋转电动机52的电动机驱动部15；用于驱动所述测距部4的测距驱动部14；用于与所述受光装置7进行通信的无线通信部17；检测所述测距光6的照射方向的第1译码器(encoder)16。可利用所述控制运算部8控制所述基准面形成驱动部13、所述测距驱动部14、所述电动机驱动部15的驱动。
此外，所述受光装置7设置在杆18上的已知位置上，所述受光装置7主要具有：用于接收所述基准面形成用激光光线5的受光部19；用于反射所述测距光6的棱镜20等的反射体；用于与所述测量装置1的无线通信部17进行无线通信的受光侧无线通信部21；受光侧控制运算部22；受光侧存储部23；受光侧操作部24；受光侧显示部25。此外，也可将该受光侧显示部25作成接触面板，使该受光侧显示部25兼任所述受光侧操作部24的功能。
而且，所述受光侧无线通信部21也可与其他测定目标2的受光侧无线通信部21进行无线通信。
在所述受光侧存储部23中存储各种程序，该程序是如下程序：基于后述的受光时间差运算仰角的运算程序；基于仰角与测距数据运算高度位置的运算程序；通过所述受光侧无线通信部21与所述测量装置1、其他受光装置7、后述的无线通信部115进行无线通信的通信程序；用于在所述受光侧显示部25上显示指示内容、操作内容、通信内容等的图像显示程序。此外，存储从所述测量装置1发送的测定数据和由所述受光装置7得到的测定数据。
然后，对本发明的测定系统中所使用的测量装置1进行说明。
图4表示本发明的测量装置1的激光光线投射部26，该激光光线投射部26由形成基准面的基准面用投射部27以及测距用投射部28构成，所述基准面用投射部27可独立地照射所述基准面形成用激光光线5，并且所述测距用投射部28可独立地照射所述测距光6。而且，在本实施例中，所述基准面形成用激光光线5与所述测距光6的照射方向相同，但也可以不一定相同，例如，这2个投射部的照射方向也可以颠倒180°。
在图4中，29表示所述测量装置1的机箱的顶部29，在机箱的内部收存基准面形成用的激光光源部(未图示)。在所述顶部29的上侧配置圆筒状的投射窗30，该投射窗30是透明玻璃等的材质，与所述基准面用投射部27的光轴同心地设置。在所述投射窗30的上端设置上衬底38，在所述投射窗30的内部设置中间衬底31。
与所述基准面用投射部27的光轴同心地配置圆筒状的棱镜支架32，该棱镜支架32通过轴承33、34可自由旋转地被所述顶部29、所述中间衬底31支持。
在所述棱镜支架32的内部设置五棱镜42作为偏转光学构件，与该五棱镜42对置的第1投射孔43设置在所述棱镜支架32上，以所述五棱镜42将从所述基准面形成用的激光光源部射出的所述基准面形成用激光光线5偏转到水平方向，所述基准面形成用激光光线5通过所述第1投射孔43向水平方向照射。
在所述棱镜支架32的上端设置第1旋转齿轮35，在所述中间衬底31上安装所述第1旋转电动机12，嵌接在该第1旋转电动机12的输出轴上的第1驱动齿轮37与所述第1旋转齿轮35咬合。驱动所述第1旋转电动机12，由此，使所述第1驱动齿轮37旋转，通过所述第1旋转齿轮35、所述棱镜支架32使所述五棱镜42旋转，从而所述基准面形成用激光光线5可在水平面内旋转。
此外，在所述中间衬底31上安装第1译码器16，该第1译码器16检测所述第1旋转齿轮35的旋转角，根据所检测到的旋转角，检测所述基准面形成用激光光线5以及后述的测距光6的照射方向。
在该棱镜支架32上侧与所述棱镜支架32同心地设置反射镜支架44，在该反射镜支架44上保持反射镜45作为偏转光学构件，在与该反射镜45的反射面对置的部分上设置第2投射孔46。所述反射镜支架44与所述棱镜支架32可以为一体，所述五棱镜42与所述反射镜45以同一光轴一体地旋转。而且，在使光轴相同地进行旋转的情况下，所述五棱镜42与所述反射镜45也可以不一定是一体。
在所述上衬底38上设置镜筒47，该镜筒47的中心与所述反射镜支架44的中心一致，此外，聚光透镜48保持在所述镜筒47中。在所述镜筒47中通过轴承49自由旋转地设置旋转环50，在该旋转环50上嵌接第2旋转齿轮51。
在所述上衬底38上设置第2旋转电动机52，在该第2旋转电动机52的输出轴上嵌接第2驱动齿轮53，该第2驱动齿轮53与所述第2旋转齿轮51咬合。
此外，在所述旋转环50上固定反射棱镜保持构件54，在该反射棱镜保持构件54上固定内部光路用的基准反射棱镜55作为基准反射部。在内部光路上，例如，在该基准反射棱镜55的反射面上设置振幅滤色片(光学浓度滤色片)56。该振幅滤色片56在水平方向(旋转方向)上连续地改变浓度，激光光线的透射光量连续地减少或者连续地增加。而且，所述振幅滤色片56也可台阶式地改变浓度，实际上在旋转扫描方向上浓度也可以逐渐变化。
具体地说，将所述基准反射棱镜55作成角隅棱镜(corner cube)，将透射率在中心附近较高而向周边变低的光学滤色片贴设在角隅棱镜上。
在所述上衬底38上安装第2译码器58，在该第2译码器58的输入轴上嵌接第2从动齿轮57，该第2从动齿轮57与所述第2旋转齿轮51咬合。
驱动所述第2旋转电动机52，由此，通过所述第2驱动齿轮53、所述第2旋转齿轮51、所述旋转环50，所述基准反射棱镜55与所述振幅滤色片56一体旋转，此外，通过所述第2旋转齿轮51、所述第2从动齿轮57，利用所述第2译码器58检测所述旋转环50的旋转角。
在所述聚光透镜48的光轴上配置偏转反射镜62，以与该偏转反射镜62的反射面对置的方式对射出用光纤61的射出端进行定位。此外，在所述聚光透镜48的光轴上、聚光位置上对受光用光纤63的入射端进行定位。
对于所述射出用光纤61来说，将发光元件59(后述)射出的所述测距光6向所述偏转反射镜62引导，所述受光用光纤63将反射测距光6’、内部参照光6”向受光元件65(后述)引导。
参照图5～图9，说明相对测量装置1即激光光线投射部26的受光装置7的仰角的测定。
以下，参照图5对与仰角γ、相对所述受光装置7位置的水平线的高低差H进行说明。图5示出所述受光部19与所述基准面形成用激光光线5的关系。此外，预先测定所述激光光线投射部26的高度，成为已知。
旋转照射所述基准面形成用激光光线5，该基准面形成用激光光线5横穿所述受光部19。此处，所述基准面形成用激光光线5由扇形光束5a、5b、5c构成，所以，所述受光部19即使是点状的受光元件，也可进行激光光线能的接收，也可以不准确进行所述受光装置7的对位。
所述基准面形成用激光光线5横穿所述受光部19，由此，所述扇形光束5a、5b、5c分别通过所述受光部19，可从该受光部19发出与各扇形光束5a、5b、5c相对应的3个受光信号40a、40b、40c。
所述受光部19相对于所述基准面形成用激光光线5在图5～图8所示的A点的位置时，即在图9(A)中示出所述受光部19在所述基准面形成用激光光线5的中心时的受光信号，所述3个受光信号40a、40c、40b的时间间隔相等。图中T是所述基准面形成用激光光线5旋转一圈的周期。
此外，所述受光部19偏离所述基准面形成用激光光线5的中心，在图5～图8所示的B点的位置时的所述受光信号40a、40c、40b的时间间隔不同(参照图9(B))。在图6中，若将所述受光部19从图右向左相对移动，则所述受光信号40a与所述受光信号40c的间隔变短，该受光信号40c与所述受光信号40b的间隔变长。
此外，图6中所示的基准面形成用激光光线5的光束的剖面形状与所述受光装置7和所述激光光线投射部26的距离无关，是相似形，所以，求出时间间隔比，由此，能够运算无维化后的图形中的受光部19的通过位置。此外，可以直接运算至将所述测量装置1作为中心的B点位置的仰角γ，此外，能够根据仰角γ和所述激光光线投射部26与所述受光装置7之间的距离L实测相对于所述受光装置7位置的水平线的高低差H。
并且，如上所述，由多个扇形光束构成的形状不是N字形，并且至少1个倾斜，倾斜角等形状是已知的形状即可。
参照图10对测距部4进行说明。
在发光元件59的射出光轴上配置聚光透镜60，在该聚光透镜60的聚光位置上配置所述射出用光纤61的入射端。如上所述，该射出用光纤61将所述测距光6向所述偏转反射镜62引导。
将所述受光用光纤63的入射端配置在所述聚光透镜48的聚光位置上，该受光用光纤63的射出端配置在聚光透镜64的光轴上，利用所述聚光透镜64将从所述受光用光纤63射出的所述反射测距光6’、所述内部参照光6”在受光元件65上聚光。
所述测距驱动部14基于来自所述控制运算部8的控制信号控制所述发光元件59的驱动发光，此外，所述受光电路68进行对来自所述受光元件65的受光信号进行放大、A/D转换等所需的处理，将处理后的信号向所述控制运算部8送出。
该控制运算部8具有所述存储部9，在该存储部9中存储进行与距离测定相伴的运算的测距运算程序或用于执行测定顺序程序、用于执行与所述受光装置7的无线通信的通信程序等各种程序等，此外，存储包含测定范围的地理数据、与设定测定场所等的测定计划表相关的数据等的数据，而且，所述存储部9存储来自所述受光元件65的受光信号的经时性的光量变化、测定中数据等。
所述控制运算部8根据所述顺序程序向所述第1旋转电动机12用的第1电动机控制部66、所述第2旋转电动机52用的第2电动机控制部67发出控制信号，所述第1电动机控制部66控制所述第1旋转电动机12的旋转以及停止，所述第2电动机控制部67控制所述第2旋转电动机52的旋转以及停止。
所述第1译码器16检测所述反射镜支架44的旋转角，将旋转角向所述控制运算部8送出，此外，所述第2译码器58检测所述基准反射棱镜55的旋转角，输入到所述控制运算部8中。
以下，对测定的作用进行说明。
利用所述测距驱动部14以固定频率对所述发光元件59进行强度调制并使其发光，射出测距用的激光光线。使用所述聚光透镜60将来自所述发光元件59的激光光线在所述射出用光纤61的入射端上聚光。被引导到该射出用光纤61上的激光光线从射出端射出，作为所述测距光6，利用所述偏转反射镜62将该测距光6反射到所述聚光透镜48的光轴上，而且，在该聚光透镜48上聚光，所述测距光6入射到所述反射镜45上，所述测距光6被该反射镜45偏转，利用所述第2投射孔46向水平方向照射，作为具有所需扩展角的扇形激光光线。
在射出所述测距光6、射出所述基准面形成用激光光线5的状态下，驱动所述第1旋转电动机12，通过所述第1驱动齿轮37、所述第1旋转齿轮35使所述五棱镜42、所述反射镜45旋转，利用所述投射窗30旋转照射所述基准面形成用激光光线5、所述测距光6，或者反复扫描至少存在所述测定目标2的测定范围。
此外，在进行距离测定的状态即照射所述测距光6的状态下，利用所述第2旋转电动机52使所述基准反射棱镜55旋转，该基准反射棱镜55变为从所述测定目标2的方向、即测距方向偏离的状态，此外，使所述第2旋转电动机52停止，所述基准反射棱镜55保持在不影响测定的位置上。
而且，测定目标2有多个，若将所述基准反射棱镜55保持在预定位置上，则在测定中存在故障的情况下，与所述反射镜45的旋转相呼应，使所述基准反射棱镜55旋转，也可以避免测定方向与该基准反射棱镜55的位置重复。即，可以利用所述第1译码器16检测存在所述测定目标2的方向，所以，预先进行旋转扫描，求出测定目标2的位置，基于来自所述第2译码器58的检测结果，使所述基准反射棱镜55移动到从测定方向偏离的位置。
以固定速度旋转照射所述测距光6，该测距光6通过测定目标2，由此，在该测定目标2上对所述测距光6进行反射。由所述测定目标2反射后的反射测距光6’入射到所述反射镜45，由该反射镜45反射，而且，反射测距光6’由所述聚光透镜48聚光，从入射端面入射到所述受光用光纤63。从该受光用光纤63射出的所述反射测距光6’由所述聚光透镜64聚光，由所述受光元件65接收。对来自该受光元件65的受光信号进行放大、A/D转换等，向所述控制运算部8送出，通过该控制运算部8存储在所述存储部9中。
此外，通过旋转照射所述测距光6，由此，该测距光6也通过所述基准反射棱镜55，在通过过程中由该基准反射棱镜55反射，反射后的激光光线进一步由所述反射镜45反射，经过所述聚光透镜48、所述受光用光纤63作为内部参照光6”被所述受光元件65接收。
此时，经过所述射出用光纤61、所述反射镜45、所述基准反射棱镜55、所述反射镜45、所述受光用光纤63至所述受光元件65的光路形成内部参照光路。此外，该内部参照光路的长度为设计值或利用实测已知的值。
此外，将所述振幅滤色片56设置在所述基准反射棱镜55的反射面上，所述测距光6横穿该振幅滤色片56，由此，光量不同的测距光6被所述基准反射棱镜55反射。所述受光元件65接收光强度不同的所述内部参照光6”，输出光强度不同的受光信号。此外，对由所述振幅滤色片56改变的光强度的范围来说，以受光部的动态范围的范围最大、或者在动态范围的范围内的方式设定即可。
将来自所述受光元件65的受光信号输入到所述受光电路68中，该受光电路68进行对所述反射测距光6’、所述内部参照光6”的光信号进行放大、A/D转换等所需的处理，将处理后的信号送出到所述控制运算部8中，通过该控制运算部8存储在所述存储部9中。所述控制运算部8利用存储在所述存储部9内的测距运算程序，根据存储在该存储部9内的受光信号，运算所述反射测距光6’与所述内部参照光6”的相位差，根据所运算的相位差和光速，运算至测定目标的距离。
对于所述反射测距光6’来说，受光强度对应于至所述测定目标2的距离而变化。即，所述测定目标2近距离存在时，所述反射测距光6’的光强度大，此外，所述测定目标2远距离存在时，所述反射测距光6’的光强度小。因此，对比所述内部参照光6”与所述反射测距光6’并正确地对相位差进行运算的情况下，需要使所述受光元件65的所述内部参照光6”与所述反射测距光6’的受光强度相同。
在所述存储部9中存储来自所述受光元件65的受光信号的经时性的光量变化，抽出所存储的受光信号内的与所述反射测距光6’的光强度相等的、或具有同等光强度的受光信号，将所抽出的受光信号作为用于测定的内部参照光6”。
从而不进行光路的切换就可以得到具有适当光强度的内部参照光。
从所述无线通信部17向所述受光侧无线通信部21发送测距数据，将在该受光侧无线通信部21中所接收的测距数据存储在所述受光侧存储部23中。
也旋转照射所述基准面形成用激光光线5，该基准面形成用激光光线5通过所述测定目标2。构成所述基准面形成用激光光线5的3个扇形激光光线通过所述受光部19。该受光部19分别接收所述3个扇形激光光线，发出各扇形的激光光线的受光信号。在所述受光侧控制运算部22中运算受光信号的受光间隔(受光时间差)，根据受光时间差运算所述受光部19相对所述测量装置1的仰角，根据该仰角和所述测量装置1与所述测定目标2之间的测距结果，求出所述受光部19的高度位置(参照图3)。
从而能够得到测定点的3维位置数据。
然后，参照图11～图16对具有所述测量装置1、多个测定目标2a、2b、2c并同时测定多个点的测定系统进行说明。
在该测定系统中，还具有小型的PC等运算装置作为总括测量操作的主运算装置。作为小型的PC，例如，能够列举出可携带的PDA(Personal Digital Assistant：个人数字助理)73(参照图2)，也可以将该PDA73设置在杆18a上，也可以由测量员71携带。而且，也可以在测定目标2a、2b、2c的受光装置7a、7b、7c的1个受光装置中具有作为主运算装置的功能。
对所述PDA73的概要进行说明。
该PDA73主要具有控制运算部111、存储部112、操作部113、显示部114、无线通信部115，该无线通信部115能够通过所述无线通信部17与所述测量装置1进行无线通信，能够通过受光侧无线通信部21与所述受光装置7进行无线通信，在所述存储部112中存储以下程序：通信程序；用于在所述显示部114上显示操作内容、通信内容等的图像显示程序；用于执行结构测量(built surveying)、横穿测量、测量设定、现状测量等各种测量而进行引导等用的控制程序；自动引导程序；或者用于选择结构测量、横穿测量、测量设定、现状测量等的测定模式的模式选择程序；按照各种测定模式进行从所述显示部114输入时的引导显示的主程序等。存储实施测定的地域的地图、对工事进行施工用的设计数据，此外，存储从所述测量装置1发送的测定数据、由所述受光装置7得到的测定数据(参照图3)。
也可以分别独立地设置所述显示部114，或者，也可将该显示部114作成触摸面板，使所述显示部114兼任操作部的功能。
由1个测量员71支持所述测定目标2中的一个测定目标2a，分别由助理测量员72、72支持测定目标2b、2c。在所述测定目标2a中还装备有小型的PC等的运算装置，例如所述PDA73。
该PDA73、所述测定目标2a、2b、2c、所述测量装置1可以彼此或单独进行无线通信。作为无线通信的方式，也可构筑将所述PDA73作为服务器的无线LAN。
此外，也可在受光装置7、7间直接进行数据的授受，或者，也可通过位置测定装置主体1在受光装置7、7间进行数据的授受。
而且，在以下的说明中，所述显示部114为触摸面板，该显示部114具有所述受光侧操作部24的功能。
在所述显示部114上显示与操作内容相对应的画面，此外，可按操作内容切换画面。
图12示出主画面116a，该主画面116a具有：选择结构测量、横穿测量、测量设定、现状测量等的测定模式的模式选择按钮74；进行施工图的调用设定的图设定按钮75；显示测定状态的显示窗76；表示测定点的坐标位置的坐标位置显示部77；显示指定坐标位置的ID号的测定点名称显示部78；表示测定点的高度位置的高度显示部79；选择实施测量时的施工模式的自身模式选择按钮81；导航模式选择按钮82；自动导航模式选择按钮83；测量者、测量辅助者显示部80a、80b、80c；测量者、测量辅助者指定按钮84a、84b、84c。所述测量者、测量辅助者显示部80a、80b、80c、所述测量者、测量辅助者指定按钮84a、84b、84c对应于各测量员71、助理测量员72进行显示，各测量员71、助理测量员72与所述测量者、测量辅助者显示部80a、80b、80c、所述测量者、测量辅助者指定按钮84a、84b、84c是测量者、测量辅助者的识别符号，若需要，则与设定测量员71、助理测量员72的名字一起输入，由此，进行相关联。
图13示出了自身模式子画面116b，在所述主画面116a中对所述自身模式选择按钮81进行操作，选择自身模式，在对所述测量者、测量辅助者指定按钮84a、84b、84c之一进行操作的情况下，显示该自身模式子画面116b。
在支持所述测定目标2的测量员71或者助理测量员72自身执行测定时显示所述自身模式子画面116b，所述自身模式子画面116b具有显示利用所述测量者、测量辅助者指定按钮84a、84b、84c指定的操作者的例如显示Assistant、操作者的姓名等的操作者显示部85，所述自身模式子画面116b具有显示指定测定位置的ID号的测定点名称显示部78、表示测定点的测定结果的坐标位置显示部77和表示测定点的高度位置的高度显示部79。
此外，所述自身模式子画面116b具有：记录按钮86，将由实施测定而得到的数据存储在所述存储部112中；结束按钮87，使自身模式结束，返回到所述主画面116a。
然后，导航模式是测量员71将助理测量员72引导至指定位置并进行测定的模式，对所述导航模式选择按钮82进行操作，由此，选择导航模式。
此外，图14示出导航子画面116c，测量员71选择导航模式，由此，所述显示部114的画面切换为所述导航子画面116c。该导航子画面116c具有：显示要引导的助理测量员72的助理测量员指定画面88；测定点设定画面89、90；表示测定点的位置的图像显示部92；表示与设定测定点时的设计值相对应的允许值的允许值显示部93；进行开始引导的设定的开始按钮94；在弄错引导位置时设定操作停止、修正的停止按钮95。
此外，测量员71选择导航模式，由此，导航模式选择的信息可以从所述无线通信部115向所述受光侧无线通信部21a、21b、21c(未图示)进行无线通信，所述测定目标2b、2c各自的显示部25切换为指示接收画面25a(参照图15)。
该指示接收画面25a中具有：指定操作中的助理测量员72的操作者显示部85；显示正在导航的操作灯97；以箭头等表示移动方向(引导方向)的方向显示部98；受光装置7的位置与测定点一致时进行点亮的完成显示部99。此外，对于移动方向的显示来说，不限于箭头，可以用数值进行显示，也可以用颜色变化等进行显示。
此外，若对所述自动导航选择按钮83进行操作，则选择自动导航模式，在测量员71的受光侧显示部25上显示自动导航画面116d(参照图16)，该自动导航画面116d具有：显示测量者、测量辅助者的区别的操作者显示部101；开始导航的开始按钮102；使导航停止的停止按钮103；显示各助理测量员72的操作的进行状态的操作进行状态显示部104。此外，在选择自动导航模式的情况下，也可在助理测量员72的受光侧显示部25上显示所述指示接收画面25a(参照图15)。
若选择自动导航模式，则启动展开自动引导程序，并且，从所述存储部112调入施工数据，根据施工数据，依次向助理测量员72传送测定点的指定，进行利用测量程序的测定点的决定、助理测量员72向测定点的移动、利用所述测量装置1的测定，若测定完成，则向助理测量员72传送下一个测定点的指定，可依次进行助理测量员72的向测定点的移动、利用所述测量装置1的测量。将测量技术员预先测定的图形进行程序编写，在导航模式或自动导航模式下执行测定，由此，即使不具有测量知识的助理测量员也可以进行测定，可以降低测定成本。
以下，参照图17～图20对如上所述的测定系统的作用进行说明。而且，在以下的说明中，测定辅助者72为2名。
首先，参照图18说明自身模式。
测量员71利用PDA73的主画面116a对所述衬线自身模式选择按钮81进行操作，选择自身模式(步骤：02)。
从所述PDA73对所述测量装置1发送测定请求(步骤：11)，开始利用所述测量装置1的距离测定，此外，所述测量装置1识别测定目标2(受光装置7)(步骤：12)。
所述受光装置7从所述测量装置1实时接收测距结果，在所述受光侧显示部25上显示测距结果。各助理测量员72以所显示的测距结果确认自身的位置，向测定点移动(步骤：13)。
所述受光装置7自身的位置与测定点的位置一致的情况下、或进入允许范围内的情况下(相符的情况)，所述受光装置7取得至测定点的距离，作为测距数据(步骤：14)，此外，所述受光装置7检测基准面形成用激光光线5，由此，运算相对所述测量装置1的仰角，根据测距数据与仰角运算所述受光装置7的3维位置(步骤：15)。
若在所述受光装置7中运算完成，则向所述PDA73发送测定完成信号(步骤：16)。若该PDA73接收测定完成信号，则识别发出测定完成信号的受光装置7，使所述测量者、测量辅助者显示部80a、80b、80c中相对应的显示部闪烁。
测量员71识别所述测量者、测量辅助者显示部80a、80b、80c中闪烁处的测定点的测定完成，对所述测量者、测量辅助者指定按钮84a、84b、84c中对应的按钮进行操作。显示所述自身模式子画面116b，确认测定内容，对所述记录按钮86进行操作，取得数据(步骤：17)。通过取得数据而将画面复原为主画面116a。
若对1个测定点的测量完成，则助理测量员72移动到下一个测定点继续进行测量。
其次，参照图19说明选择导航模式的情况。
若利用主画面116a选择导航模式(步骤：03)，则可以在所述显示部114上显示导航子画面116c(参照图14)。
利用该导航子画面116c，输入针对各助理测量员72要引导的测定点的信息。例如，设定针对测定点的识别号、位置、引导完成时(决定测定点时)的施工数据的允许值(步骤：21、步骤：22)。
若设定完成，则对所述开始按钮94进行操作，开始引导。将所述显示部114的显示复原为主画面116a(步骤：23)。
所述测量装置1开始测定，识别受光装置7(步骤：24)。
从所述PDA73发送分别对应于所述受光装置7的引导信息，在所述受光侧显示部25上显示所述指示接收画面25a(步骤：25)。
在引导的过程中，继续利用所述测量装置1测定受光装置7的位置，实时地将测定结果发送给所述受光装置7。该受光装置7对所发送的测定结果与引导信息的测定点位置进行比较，运算引导方向。
而且，所述测量装置1实时地将所测定的所述受光装置7的位置信息发送给所述PDA73，在该PDA73中根据测定点与位置之差运算引导方向，作为引导信号发送给所述受光装置7。
根据引导方向的运算，在所述指示接收画面25a中，将与引导方向相对应的显示部98的一部分(箭头)点亮，助理测量员72向点亮的箭头方向移动。若所引导的受光装置7的位置进入允许值的范围内(相符)，所述完成显示部99点亮，告知助理测量员72引导已完成。而且，使所述方向显示部98闪烁，并且，也可以越接近测定点使闪烁间隔越短等(步骤：26)。
所述受光装置7取得相符时的测距结果作为测距数据(步骤：27)。
所述受光装置7检测所述基准面形成用激光光线5，由此，运算相对于所述测量装置1的仰角，根据测距数据与仰角，运算所述受光装置7的3维位置(步骤：28)。
若运算完成，则向所述PDA73发送运算完成的完成信号(步骤：29)。
若该PDA73接收完成信号，则识别发出完成信号的受光装置7，使所述测量者、测量辅助者显示部80a、80b、80c中对应的显示部闪烁(参照图12)。测量员71识别所述测量者、测量辅助者显示部80a、80b、80c中闪烁处的测定点的测定完成，对所述测量者、测量辅助者指定按钮84a、84b、84c中对应的按钮进行操作。显示所述自身模式子画面116b(参照图13)，确认测定内容，对所述记录按钮86进行操作，取得数据(步骤：30)。通过取得数据，从而画面复原为所述主画面116a。
若1个测定点的测量完成，则测量员71进行针对下一个测定点的引导。
其次，参照图20说明选择自动导航模式的情况。
若利用主画面116a选择自动导航模式(步骤：04)，则通过选择自动引导模式，由此，PDA73调用自动引导程序和施工数据，启动并展开自动引导程序(步骤：31)。此外，开始利用所述测量装置1的测定。
在所述显示部114上显示自动导航画面116d(参照图16)(步骤：32)。
利用自动引导程序的展开，根据施工数据向助理测量员72的受光装置7发送引导信息(步骤：33)。在所述受光侧显示部25上显示指示接收画面25a(参照图15)。
在引导过程中，继续利用所述测量装置1测定所述受光装置7的位置，实时地将测定结果发送给所述受光装置7(步骤：34)。该受光装置7利用所发送的测定结果与所接收的引导信息的比较，运算引导方向。
在所述指示接收画面25a中，点亮与引导方向相对应的显示部98的一部分(箭头)，助理测量员72向点亮的箭头方向移动。若所引导的受光装置7的位置进入允许值的范围内，则所述完成显示部99点亮，告知助理测量员72引导完成。此外，使所述方向显示部98闪烁，并且，受光装置7越接近测定点使闪烁间隔越短等也可以(步骤：35)。
从所述受光装置7将1个引导完成的信号发送给所述测量装置1，对所述受光装置7执行距离测定，将测距结果从所述测量装置1向对应的受光装置7发送。该受光装置7从所述测量装置1接收测距结果，并且，检测基准面形成用激光光线5，由此，计算相对于测量装置1的仰角，根据测距结果与仰角，运算受光装置7的3维位置(步骤：36)。
将所运算出的3维位置数据发送给所述PDA73，该PDA73接收数据，存储、收集在所述存储部112中(步骤：37、步骤：38)。
接收数据后的PDA73利用接收来检查测定的进行状况，在所述自动导航画面116d上显示进行状况(步骤：39)。此外，利用进行状况的检查，在还有应该引导测定点的情况下，将下一个测定点的引导信息发送给所述受光装置7，继续进行引导操作。
此外，若进行状况的检测结果是全部的测定点的测定完成时，则自动引导程序结束，全部的引导完成(步骤：40)。
此外，助理测量员72可以是1人，也可以是3人以上。

Claims (6)

1.一种测定系统，具有设置在已知点的测量装置、设置在测定点的至少一个受光装置、主运算装置，其特征在于，
所述测量装置具有：激光光线投射部，旋转照射由至少一个倾斜的两个以上的扇形激光光线构成的基准面形成用激光光线以及测距光；测距部，接收来自所述受光装置的反射测距光，进行距离测定；无线通信部，在所述受光装置与所述主运算装置之间对测距数据进行通信，
所述受光装置具有：反射部，将所述测距光向所述测量装置反射；受光部，接收所述基准面形成用激光光线；受光侧控制运算部，基于该受光部接收所述基准面形成用激光光线后所发出的受光信号，运算相对于所述测量装置的仰角，基于该仰角和与所述测量装置间的距离，运算高低位置；受光侧无线通信部，与所述主运算装置和其他受光装置中的至少所述主运算装置之间对测距数据、高低位置数据进行通信，
所述主运算装置具有：主无线通信部，能够与所述测量装置和所述受光装置中的至少该受光装置通信；主存储部，按每个测定点收集记录测距数据、高低位置数据等的测量数据。
2.如权利要求1的测定系统，其特征在于，
所述主运算装置具有主控制运算部，该主控制运算部通过所述主无线通信部向所述测量装置发出开始测定用的指示信号，通过所述主无线通信部向所述受光装置发送测定点的位置信息。
3.如权利要求1的测定系统，其特征在于，
所述受光装置实时地接收从所述测量装置发送的测距数据，在所接收的测距数据与位置信息相符的情况下，向所述主运算装置发送所述测距数据、高低位置数据。
4.如权利要求2的测定系统，其特征在于，
所述受光装置具有受光侧显示部，根据测定点的位置信息与所述受光装置自身的测定数据的偏差，在该受光侧显示部上显示引导方向，在测定点的位置信息与所述受光装置自身的测定数据相符的情况下，向所述主运算装置发送所述测距数据、高低位置数据。
5.如权利要求1的测定系统，其特征在于，
所述主运算装置具有主控制运算部，在所述主存储部中存储施工数据，所述主控制运算部根据从施工数据得到的测定点的位置信息和所述测量装置所测定的所述受光装置的测距结果，向所述受光装置发送引导信息，在该受光装置的受光侧显示部上显示引导方向。
6.如权利要求1的测定系统，其特征在于，
所述主运算装置可选择第1模式、第2模式和第3模式，
在第1模式中，通过所述主无线通信部向所述测量装置发出开始测定用的指示信号，通过所述主无线通信部向所述受光装置发送测定点的位置信息，所述受光装置实时地接收从测量装置发送的测距数据，在所接收的测距数据与位置信息相符的情况下，向所述主运算装置发送所述测距数据、高低位置数据，
在第2模式中，通过所述主无线通信部向所述测量装置发出开始测定的指示信号，通过所述主无线通信部向所述受光装置发送测定点的位置信息，根据测定点的位置信息与所述受光装置自身的测定数据的偏差，在所述受光装置的受光侧显示部上显示引导方向，在测定点的位置信息与所述受光装置自身的测定数据相符的情况下，向所述主运算装置发送所述测距数据、高低位置数据，
在第3模式中，所述主存储部存储施工数据，根据从施工数据得到的测定点的位置信息与所述测量装置所测定的所述受光装置自身的测距结果，向所述受光装置发送引导信息，在所述受光侧显示部上显示引导方向。
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