CN105509721A - 测量装置 - Google Patents
测量装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105509721A CN105509721A CN201510643358.0A CN201510643358A CN105509721A CN 105509721 A CN105509721 A CN 105509721A CN 201510643358 A CN201510643358 A CN 201510643358A CN 105509721 A CN105509721 A CN 105509721A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aforementioned
- horizontal angle
- angle
- sun
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
- G01C15/002—Active optical surveying means
- G01C15/008—Active optical surveying means combined with inclination sensor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/34—Sun- or astro-compasses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Accessories Of Cameras (AREA)
Abstract
本发明涉及测量装置。具备:GNSS装置;托架部,能够水平旋转;望远镜部,以能沿铅垂方向旋转的方式设置在该托架部;图像取得部,设置在该望远镜部;驱动部,旋转驱动所述托架部和所述望远镜部;水平测角部,检测所述托架部的水平角;铅垂测角部,检测所述望远镜部的铅垂角;以及控制装置,具有生成基准时钟信号的基准时钟信号产生部,所述控制装置由从所述GNSS装置得到的信号生成示出标准时刻的时刻信号,基于所述基准时钟信号对该时刻信号标注时间戳,将所述时刻信号与所述基准时钟信号根据太阳的方位角相关联。
Description
技术领域
本发明涉及测量装置。
背景技术
在为了实施测量而设置有测量装置的情况下,为了设定测量装置的基准方向而测定真北(truenorth)。作为测定设置场所中的方位角的方法之一,存在利用太阳来测量真北的方法。
设置测量装置的位置(纬度、经度)是已知的,从设置位置用望远镜瞄准太阳,求取瞄准时的太阳的水平角。此外,基于纬度、经度和瞄准时的时刻来求取太阳的方位角,将前述水平角替换(更新)为前述方位角,由此,能够测量真北。
作为测定真北的方法,在设置了测量装置之后,用测量装置具备的望远镜来瞄准太阳,接着,测定瞄准方向的铅垂角、水平角。因此,产生瞄准太阳时和测定方位角时的时间差。太阳与地球的自转相比以高速(最大15秒角/秒)进行移动,所测定的水平角与实际的太阳的位置相比偏离了时间差乘以太阳的速度的量。
因此,在需要以高精度测定真北的情况下,太阳的位置的偏差出现为误差,因此,期望能够进行在测定结果中不包含太阳的位置的偏差的更高精度的真北测量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够进行在测定结果中不包含太阳的位置的偏差的高精度的真北测量的测量装置。
为了达成上述目的,本发明的测量装置是,一种测量装置,具备:GNSS装置;托架部,能够水平旋转;望远镜部,以能沿铅垂方向旋转的方式设置在该托架部;图像取得部,设置在该望远镜部;驱动部,旋转驱动所述托架部和所述望远镜部;水平测角部,检测所述托架部的水平角;铅垂测角部,检测所述望远镜部的铅垂角;以及控制装置,具有生成基准时钟信号的基准时钟信号产生部,其中,所述控制装置由从所述GNSS装置得到的信号生成示出标准时刻的时刻信号,基于所述基准时钟信号对该时刻信号标注时间戳,将所述时刻信号与所述基准时钟信号相关联,所述望远镜部在瞄准太阳的时间点利用所述水平测角部测定水平角并且利用所述图像取得部取得图像信号,基于所述基准时钟信号对所述图像信号标注时间戳,基于该图像信号的时间戳和所述基准时钟信号来运算图像取得时的标准时刻,基于设置所述测量装置的地点的纬度、经度和图像取得时的标准时刻来运算在该标准时刻的太阳的方位角,以所述方位角更新利用所述水平测角部测定的水平角。
此外,在本发明的测量装置中,所述望远镜部在瞄准完成时停止,所述控制装置运算所取得的图像中的太阳像与瞄准位置之间的位置偏差,基于该位置偏差来运算所述望远镜部的光轴的水平偏差角,利用该水平偏差角来校正更新的所述方位角。
此外,在本发明的测量装置中,所述测量装置具有追踪功能,所述控制装置在继续追踪工作的状态下利用所述图像取得部取得图像并且利用所述水平测角部多次测定水平角,并且,对图像信号、各水平角测定信号标注时间戳,从所述基准时钟信号和所述图像信号的时间戳来运算图像取得时的标准时刻,运算在该标准时刻的太阳的方位角,基于各水平角测定信号的时间戳、与各时间戳对应的水平角、所述图像信号的时间戳和所述基准时钟信号来运算图像取得时的水平角,以在所述标准时刻的太阳的方位角更新该图像取得时的水平角。
此外,在本发明的测量装置中,所述控制装置运算所取得的图像中的太阳像与瞄准位置之间的位置偏差,基于该位置偏差来运算所述望远镜部的光轴的水平偏差角,利用该水平偏差角来校正更新的所述方位角。
此外,在本发明的测量装置中,所述控制装置利用所述水平测角部测定水平角更新时的水平角,求取所测定的水平角与所述图像取得时的水平角的偏差,利用该偏差来校正所述方位角。
根据本发明,是一种测量装置,具备:GNSS装置;托架部,能够水平旋转;望远镜部,以能沿铅垂方向旋转的方式设置在该托架部;图像取得部,设置在该望远镜部;驱动部,旋转驱动所述托架部和所述望远镜部;水平测角部,检测所述托架部的水平角;铅垂测角部,检测所述望远镜部的铅垂角;以及控制装置,具有生成基准时钟信号的基准时钟信号产生部,其中,所述控制装置由从所述GNSS装置得到的信号生成示出标准时刻的时刻信号,基于所述基准时钟信号对该时刻信号标注时间戳,将所述时刻信号与所述基准时钟信号相关联,所述望远镜部在瞄准太阳的时间点利用所述水平测角部测定水平角并且利用所述图像取得部取得图像信号,基于所述基准时钟信号对所述图像信号标注时间戳,基于该图像信号的时间戳和所述基准时钟信号来运算图像取得时的标准时刻,基于设置所述测量装置的地点的纬度、经度和图像取得时的标准时刻来运算在该标准时刻的太阳的方位角,以所述方位角更新利用所述水平测角部测定的水平角,因此,即使在从瞄准完成到图像取得时经过了时间的情况下,也能够取得图像取得时的正确的标准时刻,能够测定图像取得时的正确的方位角。
此外,根据本发明,所述望远镜部在瞄准完成时停止,所述控制装置运算所取得的图像中的太阳像与瞄准位置之间的位置偏差,基于该位置偏差来运算所述望远镜部的光轴的水平偏差角,利用该水平偏差角来校正更新的所述方位角,因此,即使在从瞄准完成起时间经过而太阳移动了的情况下,也能够进行正确的真北测量。
此外,根据本发明,所述测量装置具有追踪功能,所述控制装置在继续追踪工作的状态下利用所述图像取得部取得图像并且利用所述水平测角部多次测定水平角,并且,对图像信号、各水平角测定信号标注时间戳,从所述基准时钟信号和所述图像信号的时间戳来运算图像取得时的标准时刻,运算在该标准时刻的太阳的方位角,基于各水平角测定信号的时间戳、与各时间戳对应的水平角、所述图像信号的时间戳和所述基准时钟信号来运算图像取得时的水平角,以在所述标准时刻的太阳的方位角更新该图像取得时的水平角,因此,即使在追踪状态下,也能够测定图像取得时的正确的方位角、水平角,能够进行正确的真北测量。
此外,根据本发明,所述控制装置运算所取得的图像中的太阳像与瞄准位置之间的位置偏差,基于该位置偏差来运算所述望远镜部的光轴的水平偏差角,利用该水平偏差角来校正更新的所述方位角,因此,即使在图像中光轴与太阳像不完全一致的情况下,也能够进行正确的真北测量。
进而,此外,根据本发明,所述控制装置利用所述水平测角部测定水平角更新时的水平角,求取所测定的水平角与所述图像取得时的水平角的偏差,利用该偏差来校正所述方位角,因此,即使在由于追踪而在测定中不能忽视望远镜部的光轴的水平角的变位时,也能够进行正确的真北测量。
附图说明
图1是本发明的实施例的测量装置的概略外观图。
图2是示出该测量装置的概略结构的框图。
图3是示出在本实施例中的广角摄像机的受光元件上的望远镜的视野与太阳瞄准位置的关系的说明图。
图4(A)、图4(B)是示出以基准时钟信号为时间轴来定位、整理在该时间轴上取得的信号后的状态的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图并说明本发明的实施例。
图1、图2示出了实施本发明的测量装置1。再有,所使用的测量装置1例如是全站仪(totalstation),具有追踪功能。对测定点照射作为测距光的脉冲激光光线,对来自前述测定点的前述测距光的反射光(以下,反射光)进行光接收,按照各脉冲的每一个进行测距。对测距结果进行平均化来进行高精度的距离测定。
如图1所示,前述测量装置1主要由安装在未图示的三脚架的校平部2、设置在该校平部2的基盘部3、以能以铅垂轴心为中心旋转的方式设置在该基盘部3的托架部4、以能以水平轴心为中心旋转的方式设置在该托架部4的望远镜部5、以及该望远镜部5所具备的图像取得部(后述)构成。
前述托架部4具备显示部6、操作输入部7。前述望远镜部5具有对测定对象物进行瞄准的望远镜8和共有该望远镜8的光学系统的测距部11。进而,前述望远镜部5具有通过前述望远镜8的光学系统来取得瞄准方向的图像的拍摄部12。此外,前述望远镜部5具备广角摄像机9。该广角摄像机9具有与前述望远镜8的光轴平行的光轴,能够取得该望远镜8的瞄准方向或大致瞄准方向的广角图像。前述望远镜部5的光轴与前述广角摄像机9的光轴的距离是已知的。前述图像取得部由前述广角摄像机9和前述拍摄部12构成或者由前述广角摄像机9和前述拍摄部12的任一个构成。
此外,前述测量装置1具备GNSS(GlobalNavigationSateliteSystem,全球导航卫星系统)装置10。该GNSS装置10接收从卫星发信的卫星信号来测定前述测量装置1的位置(绝对坐标),此外,从卫星信号所包含的时刻信号发出GNSS时刻信号。
前述望远镜8的视角例如是1°,前述广角摄像机9的视角例如是15°~30°。此外,前述望远镜8的光轴与前述广角摄像机9的光轴不同,但是,两个光轴间的距离是已知的,该广角摄像机9与前述望远镜8间的瞄准方向的偏差能够通过运算来修正。
前述广角摄像机9、前述拍摄部12分别将拍摄图像作为数字图像信号输出。前述广角摄像机9、前述拍摄部12所具有的受光元件例如是作为像素的集合体的CCD、CMOS等,能够特别指定进行光接收的像素的位置,此外,根据光接收的像素的位置分别求取相对于光轴的视角。
利用图2来对前述测量装置1的基本结构进行说明。
如上述的那样,前述望远镜部5内置有共有前述望远镜8的光学系统的前述测距部11。该测距部11经由前述光学系统射出作为测距光的脉冲激光光线,并且,经由前述光学系统对来自测定对象物的反射光进行光接收,基于所光接收的反射光来对到测定对象物的距离进行光波距离测定。
前述测距部11能够在测定对象物为棱镜的情况下进行棱镜测定方式下的测定。此外,在测定对象物不是棱镜的情况下,前述测距部11能够进行非棱镜测定方式下的测定。能够与测定对象物对应地进行测定方式的切换。
在前述托架部4设置有用于使该托架部4沿水平方向旋转的水平驱动部15,并且,设置有检测前述托架部4相对于前述基盘部3的水平旋转角并检测瞄准方向的水平角的水平测角部16。此外,在前述托架部4设置有以水平轴心为中心旋转前述望远镜部5的铅垂驱动部17,并且,设置有检测前述望远镜部5的铅垂角并对瞄准方向的铅垂角进行测角的铅垂测角部18。
此外,在前述托架部4设置有倾斜检测部14,该倾斜检测部14检测前述托架部4的倾斜或水平。
在该托架部4内置有控制装置20。该控制装置20基于前述倾斜检测部14的检测结果来控制前述校平部2,将前述托架部4校平为水平。
此外,前述控制装置20控制前述水平驱动部15的驱动来沿水平方向旋转前述托架部4,进而控制前述铅垂驱动部17的驱动来沿高低方向旋转前述望远镜部5。前述托架部4的水平旋转由前述水平测角部16检测,所检测的水平角被输入到前述控制装置20中。前述望远镜部5的铅垂旋转由前述铅垂测角部18检测,所检测的铅垂角被输入到前述控制装置20中。
前述控制装置20基于来自前述水平测角部16的检测结果、来自前述铅垂测角部18的检测结果以及通过前述水平驱动部15和前述铅垂驱动部17的协作来使前述望远镜部5朝向规定的方向。
参照图2来对前述控制装置20进一步进行说明。
该控制装置20由如下部分构成:输入输出控制部21、控制运算部22、存储部23、记录前述广角摄像机9取得的图像的第一图像记录部24、记录前述拍摄部12取得的图像的第二图像记录部25、进行基于前述广角摄像机9取得的图像、前述拍摄部12取得的图像来对测定点或测定对象物进行特别指定等图像处理的图像处理部26、产生基准时钟信号的基准时钟信号产生部27、前述显示部6、前述操作输入部7等。
前述控制装置20通过执行储存在前述存储部23中的各种程序(后述)来利用前述广角摄像机9取得图像,基于该广角摄像机9取得的图像来执行太阳的检测、追踪、进而执行真北测量,基于前述拍摄部12取得的图像来进行追踪测定对象物的控制。进而,前述控制装置20基于前述广角摄像机9取得的图像、前述拍摄部12取得的图像来进行用于在开始追踪前将测定对象物捕捉到图像中(前述望远镜视野内)的搜索,或者进行用于在追踪中测定对象物从图像偏离的情况下将测定对象物再次捕捉到图像中的搜索。
在前述存储部23中储存有:用于执行测定的顺序程序、用于使前述显示部6进行显示的图像显示程序、用于执行测定所需要的计算的运算程序、用于对由前述广角摄像机9和前述拍摄部12取得的图像进行图像处理的图像处理程序、根据处理后的图像来对太阳进行瞄准并运算瞄准时的太阳的位置来执行真北测量的真北测量程序、在瞄准时、图像取得时、水平角测定时之间产生时间差的情况下校正基于时间差的误差的校正程序、对测定点进行测距或者对测定对象物进行追踪来测距的测距程序等程序。
向前述控制运算部22输入来自前述测距部11、前述水平测角部16、前述铅垂测角部18的测定结果。前述控制运算部22基于顺序程序、运算程序、测距程序等来执行距离测定、铅垂角、水平角的测定、测定误差的校正,此外,通过图像显示程序等将测定结果储存到前述存储部23,并且,显示在前述显示部6中。
前述图像处理程序使前述图像处理部26执行基于前述广角摄像机9取得的图像、前述拍摄部12取得的图像来提取测定点或测定对象物等图像处理。
此外,前述控制运算部22能够执行:执行利用测距程序的测定对象物的测距、测角的通常测量模式以及进行利用真北测量程序的真北测量的真北测量模式。通过从前述操作输入部7选择测量模式,从而能够执行需要的测定。
以下,对进行测量的情况进行说明。
首先,在通过前述测量装置1对存在于水平方向的测定对象物进行测定的情况下,选择通常测量模式,通过前述望远镜8对测定对象物进行瞄准来测定到测定对象物的距离。
接着,在执行真北测量的情况下,将前述测量装置1设置在已知点即纬度、经度已知的点,通过前述校平部2进行校平。由前述GNSS装置10取得所设置的位置的信息(纬度、经度),并输入到前述控制装置20中。或者,测量者也可以通过前述操作输入部7将所设置的位置的纬度、经度输入到前述控制装置20中。
此外,在执行真北测量的情况下,存在由作业者进行的真北测量和自动进行的真北测量。
在由作业者进行的真北测量中,在前述望远镜8、前述广角摄像机9装配减光滤波器(lightattenuationfilter),测量者通过前述望远镜8对太阳进行瞄准。瞄准时的前述望远镜8的铅垂角、水平角分别由前述水平测角部16、前述铅垂测角部18测定,测定结果被输入到前述控制装置20中。进而,在前述GNSS装置10接收的GNSS信号中包含关于标准时刻的时刻信号。前述控制装置20通过前述GNSS装置10取得测定时的标准时刻,基于该时刻以及纬度、经度和前述水平角、铅垂角来运算太阳的方位角(水平角)。前述水平测角部16检测所运算的水平角。将其作为(更新为)水平角,由此,真北被测定。
根据本实施例,能够如以下那样自动地执行真北测量。
选择真北测量模式,在前述望远镜8、前述广角摄像机9装配减光滤波器。
首先,针对真北测量说明第一方法。
最初,对太阳进行瞄准。关于太阳的瞄准,测量者可以通过目视来执行或者也可以利用前述测量装置1的追踪功能来执行。
在利用追踪功能对太阳进行瞄准的情况下,瞄准基于对太阳进行拍摄后的图像来进行。在该情况下,图像可以为由设置在前述望远镜8的前述拍摄部12取得的图像,或者也可以为由前述广角摄像机9取得的图像。在以下的说明中,对使用该广角摄像机9来瞄准的情况进行说明。
测量者将该广角摄像机9概略朝向太阳的方向以使通过该广角摄像机9捕捉太阳。该广角摄像机9的视野广,因此,只要符合概略的方向,则能够将太阳捕捉到该广角摄像机9。通过前述操作输入部7输入用于自动地进行真北测量的指令。前述测量装置1基于由前述广角摄像机9取得的图像以使该广角摄像机9的光轴与太阳一致的方式对太阳进行瞄准。
在选择了真北测量模式的情况下,假设前述广角摄像机9对太阳进行瞄准的太阳瞄准位置32设定为与前述望远镜8的瞄准位置(前述望远镜8的光轴)错开。此外,前述广角摄像机9的前述太阳瞄准位置32与前述望远镜8的瞄准位置的关系如图3所示那样为从前述望远镜8的视野31完全偏离的位置。此外,前述太阳瞄准位置32与前述望远镜8的瞄准位置的偏差量是已知的,此外,至少采用从前述望远镜8的前述视野31偏离的量。由于前述太阳瞄准位置32与前述望远镜8的瞄准位置的偏差量是已知的,所以,前述太阳瞄准位置32能够通过运算进行校正,以使与前述望远镜8的瞄准位置一致。
图3示出了前述广角摄像机9的图像30,此外,示出了前述广角摄像机9最终对太阳进行瞄准后的状态。在图3中,太阳的像33与前述太阳瞄准位置32一致。前述太阳瞄准位置32相对于前述望远镜8的瞄准位置在哪个方向上错开都可以,但是,在真北测定中,水平角的精度是重要的,因此,为了使水平角的校准误差变少,使前述太阳瞄准位置32在铅垂方向上错开。
此外,在真北测量模式中,前述广角摄像机9拍摄的图像显示在前述显示部6中,能够通过前述显示部6的图像来容易地确认是否由前述广角摄像机9捕捉到太阳。
追踪前述太阳的像33以使与前述太阳瞄准位置32一致,在前述太阳的像33与前述太阳瞄准位置32一致的时间点,假设瞄准完成,追踪完成,停止前述望远镜部5。
该望远镜部5停止时的该望远镜部5的水平角(该望远镜8的光轴的水平角)θ由前述水平测角部16测定。
在前述望远镜部5停止了的状态下,取得利用前述广角摄像机9的图像,进而,在图像取得时,标注时间戳(timestamp),经由时间戳来取得图像取得的正确的时刻(后述)。
存在在太阳的瞄准完成时与图像的取得时刻产生时间的偏差的可能性。在存在时间的偏差的情况下,太阳移动时间的偏差的量。进而,由于太阳的移动,在瞄准时测定的水平角与图像取得时的太阳的水平角产生偏差。两个水平角间的偏差作为图像上的前述太阳的像33的位置与光轴的位置的偏差的水平分量出现。
关于在图像取得时标注于图像信号的时间戳,由前述控制运算部22对前述广角摄像机9发出拍摄指令信号(快门触发信号),通过前述广角摄像机9取得图像。因此,发出快门触发信号的时间为图像取得时刻,通过从前述基准时钟信号产生部27发出的基准时钟信号对前述图像信号标注时间戳。标注有时间戳的图像信号被储存到前述存储部23中。
如后述的那样,基于该时间戳来求取图像取得时的标准时刻。进而,通过该标准时刻和设置有前述测量装置1的地点的纬度、经度来运算图像取得时的太阳的方位角(水平角)S。在假定为太阳不移动的情况或者处理时间短而太阳的移动不对测定造成影响的情况下,将瞄准时的前述水平测角部16检测的水平角替换(更新)为S,由此,能够使前述水平测角部16检测的水平角与方位角同等。
然而,如上述那样,太阳高速地进行移动,在不能忽视太阳的移动的测定状态或要求高精度的情况下,从图像上求取太阳的位置与瞄准位置的偏差,校正伴随着太阳的移动的偏差。
前述图像处理部26对储存在前述第一图像记录部24中的图像进行处理来提取前述太阳的像33,并且,检测该太阳的像33的中心位置。前述图像处理部26将前述太阳的像33的中心位置与前述太阳瞄准位置32相比较,运算前述太阳的像33的中心位置与前述太阳瞄准位置32之间的偏差量、偏离的方向。进而,前述图像处理部26运算偏差的水平分量,将运算结果输入到前述控制运算部22中。
该控制运算部22基于图像上的偏差δ来运算水平角的偏差角Δθ。
考虑该偏差角Δθ,以(S–Δθ)来更新前述水平测角部16测定的水平角θ,由此,完成真北测量,能够将前述水平测角部16测定的水平角作为方位角。
再有,多次取得图像,每当图像取得时对图像信号标注时间戳,按照各图像的每一个求取偏差角Δθ,求取平均值也可。
如上述那样,对所取得的信号分别标注时间戳,由此,能够以时间序列整理信号。
图4(A)是以时间序列配置基准时钟的示意图。将时钟信号串作为时间轴,基于时间戳而在时间轴上示出了GNSS信号、图像取得时刻。
从前述基准时钟信号产生部27发出基准时钟信号,基于该基准时钟信号对各种信号标注时间戳。
从卫星以1信号/秒发信卫星信号,因此,能够按照每1秒取得GNSS信号。此外,在卫星信号中包含标注时刻的信号,前述GNSS装置10基于卫星信号来生成示出标准时刻的时刻信号(以下,GNSS时刻信号),输出GNSS时刻信号。对各GNSS时刻信号基于前述基准时钟信号标注时间戳,进行前述GNSS时刻信号与前述基准时钟信号的时间的相关联。
进行前述GNSS时刻信号与前述基准时钟信号的时间的相关联,由此,通过前述基准时钟信号生成的基准时钟信号串为标准时刻的时间轴。此外,前述GNSS时刻信号与前述基准时钟信号的相关联的数据经由前述输入输出控制部21、前述控制运算部22储存在前述存储部23中。
然而,能够基于时间轴上的图像取得位置、前述GNSS时刻信号、以及前述基准时钟信号来计算前述图像取得的标准时刻。利用该标准时刻和设置有前述测量装置1的地点的纬度、经度来运算图像取得时的太阳的方位角(水平角)S。
接着,针对真北测量说明第二方法。在第二方法中,一边执行追踪一边测定真北。
使前述测量装置1对太阳进行瞄准,使追踪继续进行。在进行追踪的状态下,测定图像取得和利用前述水平测角部16的水平角。
基于GNSS信号来依次取得前述GNSS时刻信号,对每个GNSS时刻信号标注时间戳。此外,在图像取得时对图像信号标注时间戳。多次测定水平角,每当进行测定时对角度测定信号标注时间戳。
图4(B)将基准时钟信号串作为时间轴,基于时间戳在时间轴上示出了GNSS时刻信号、图像取得信号、水平角测定信号。此外,能够根据时间戳和基准时钟信号串(标注时刻的时间轴)分别求取图像取得时的标准时刻、水平角测定时的标准时刻。
与第一方法同样地,基于GNSS时刻信号的时间戳、图像取得信号的时间戳来求取图像取得时的标准时刻。此外,基于图像取得时的标准时刻、纬度、经度来运算太阳的方位角(水平角)S。
基于多个水平角测定时刻与图像取得时刻的关系,进一步根据在各测定时刻测定的水平角的值通过内插来求取图像取得时的前述望远镜8的水平角θ。
进而,前述望远镜8基于图像来进行追踪,图像上的太阳的位置未必与前述太阳瞄准位置32一致。求取图像上的前述太阳的像33相对于前述太阳瞄准位置32的位置偏差。
从图像上求取图像上的前述太阳的像33的位置偏差δ,根据图像上的位置偏差δ来运算水平角的偏差Δθ。
进而,由前述水平测角部16测定要更新时的前述望远镜部5的水平角θ’,并求取与图像取得时的前述望远镜部5的水平角θ的偏差(θ–θ’)。通过考虑该(θ–θ’)和水平角的偏差Δθ,从而将要更新时的方位角求取为(S–Δθ+(θ’–θ)),利用(S–Δθ+(θ’–θ))来更新前述水平测角部16检测的角度。
因此,执行追踪并进行真北测量。进而,也可以执行追踪并执行需要次数的真北测量并对测定结果进行平均化。
进而,追踪、图像上的偏差δ的计算伴随着图像处理,但是,也可以对图像处理进行以下的处理。
在前述广角摄像机9的受光元件上,相当于前述望远镜8的前述视野31的范围被设定为光接收禁止范围。
前述控制运算部22根据太阳的中心位置和前述太阳瞄准位置32来运算用于使前述太阳的像33的中心位置移动到前述太阳瞄准位置32的路径。
进而,在使受光元件上的太阳的中心位置与前述太阳瞄准位置32一致的情况下,在以最短距离进行移动的情况下前述太阳的像33的中心位置通过前述望远镜8的前述视野31那样的情况下,前述控制运算部22运算绕过前述望远镜8的前述视野31而到达前述太阳瞄准位置32的那样的路径,基于所运算的路径来对前述水平驱动部15、前述铅垂测角部18进行驱动控制。
或者,在前述望远镜8的光学系统设置电气式、机械式等任意的快门,在前述广角摄像机9的真北测量模式中,切断前述望远镜8的光路也可。
在本实施例中,在进行真北测量的情况下,只要将前述广角摄像机9概略朝向太阳,之后就能够自动地进行真北测量。此外,真北测量的进行状态、真北测量的结果能够通过前述显示部6来确认,因此,作业性优越。
再有,在上述说明中,基于由前述广角摄像机9取得的图像来进行了真北测量,但是,当然也可以经由前述望远镜8基于由前述拍摄部12取得的图像来进行真北测量。
Claims (5)
1.一种测量装置,具备:GNSS装置;托架部,能够水平旋转;望远镜部,以能沿铅垂方向旋转的方式设置在该托架部;图像取得部,设置在该望远镜部;驱动部,旋转驱动所述托架部和所述望远镜部;水平测角部,检测所述托架部的水平角;铅垂测角部,检测所述望远镜部的铅垂角;以及控制装置,具有生成基准时钟信号的基准时钟信号产生部,其中,所述控制装置由从所述GNSS装置得到的信号生成示出标准时刻的时刻信号,基于所述基准时钟信号对该时刻信号标注时间戳,将所述时刻信号与所述基准时钟信号相关联,所述望远镜部在瞄准太阳的时间点利用所述水平测角部测定水平角并且利用所述图像取得部取得图像信号,基于所述基准时钟信号对所述图像信号标注时间戳,基于该图像信号的时间戳和所述基准时钟信号来运算图像取得时的标准时刻,基于设置所述测量装置的地点的纬度、经度和图像取得时的标准时刻来运算在该标准时刻的太阳的方位角,以所述方位角更新利用所述水平测角部测定的水平角。
2.根据权利要求1所述的测量装置,其中,所述望远镜部在瞄准完成时停止,所述控制装置运算所取得的图像中的太阳像与瞄准位置之间的位置偏差,基于该位置偏差来运算所述望远镜部的光轴的水平偏差角,利用该水平偏差角来校正更新的所述方位角。
3.根据权利要求1所述的测量装置,其中,所述测量装置具有追踪功能,所述控制装置在继续追踪工作的状态下利用所述图像取得部取得图像并且利用所述水平测角部多次测定水平角,并且,对图像信号、各水平角测定信号标注时间戳,从所述基准时钟信号和所述图像信号的时间戳来运算图像取得时的标准时刻,运算在该标准时刻的太阳的方位角,基于各水平角测定信号的时间戳、与各时间戳对应的水平角、所述图像信号的时间戳和所述基准时钟信号来运算图像取得时的水平角,以在所述标准时刻的太阳的方位角更新该图像取得时的水平角。
4.根据权利要求3所述的测量装置,其中,所述控制装置运算所取得的图像中的太阳像与瞄准位置之间的位置偏差,基于该位置偏差来运算所述望远镜部的光轴的水平偏差角,利用该水平偏差角来校正更新的所述方位角。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的测量装置,其中,所述控制装置利用所述水平测角部测定水平角更新时的水平角,求取所测定的水平角与所述图像取得时的水平角的偏差,利用该偏差来校正所述方位角。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014-207003 | 2014-10-08 | ||
JP2014207003A JP6455877B2 (ja) | 2014-10-08 | 2014-10-08 | 測量装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105509721A true CN105509721A (zh) | 2016-04-20 |
CN105509721B CN105509721B (zh) | 2019-07-02 |
Family
ID=55644309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510643358.0A Active CN105509721B (zh) | 2014-10-08 | 2015-10-08 | 测量装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9784842B2 (zh) |
JP (1) | JP6455877B2 (zh) |
CN (1) | CN105509721B (zh) |
DE (1) | DE102015117184B4 (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6346011B2 (ja) | 2014-07-09 | 2018-06-20 | 株式会社トプコン | 測量装置 |
JP6336837B2 (ja) * | 2014-07-09 | 2018-06-06 | 株式会社トプコン | 測量装置 |
JP6455877B2 (ja) * | 2014-10-08 | 2019-01-23 | 株式会社トプコン | 測量装置 |
US9803965B2 (en) * | 2015-09-21 | 2017-10-31 | ESTA-mate, LLC | Precise length and area measurements based upon ground-traverse distances and location information |
CN110261875A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-09-20 | 安徽天基维信息技术有限公司 | 一种风电塔筒沉降与倾斜在线预警装置 |
CN112033384A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-04 | 珠海镭沃科技有限公司 | 具有角度检测功能的激光投线仪 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050057745A1 (en) * | 2003-09-17 | 2005-03-17 | Bontje Douglas A. | Measurement methods and apparatus |
JP2007327862A (ja) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Sokkia Co Ltd | 測量装置 |
CN101571582A (zh) * | 2008-04-28 | 2009-11-04 | 天宝导航有限公司 | 通过使用倾角传感器的测量设备所得的位置测量结果 |
CN101852857A (zh) * | 2009-03-30 | 2010-10-06 | 株式会社拓普康 | 测量装置和自动跟踪方法 |
US20120166137A1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-06-28 | Trimble Navigation Limited | Enhanced Position Measurement Systems and Methods |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009294128A (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Visuatool Inc | 3次元計測システム、計測端末、3次元形状の計測方法、およびトータルステーション |
ITRM20120664A1 (it) * | 2012-12-27 | 2014-06-28 | Enea Agenzia Naz Per Le Nuo Ve Tecnologie | Bussola solare elettronica ad alta precisione. |
EP3140613B1 (en) * | 2014-05-05 | 2024-04-03 | Hexagon Technology Center GmbH | Surveying system |
JP6346011B2 (ja) * | 2014-07-09 | 2018-06-20 | 株式会社トプコン | 測量装置 |
JP6336837B2 (ja) * | 2014-07-09 | 2018-06-06 | 株式会社トプコン | 測量装置 |
JP6455877B2 (ja) * | 2014-10-08 | 2019-01-23 | 株式会社トプコン | 測量装置 |
-
2014
- 2014-10-08 JP JP2014207003A patent/JP6455877B2/ja active Active
-
2015
- 2015-10-08 CN CN201510643358.0A patent/CN105509721B/zh active Active
- 2015-10-08 DE DE102015117184.8A patent/DE102015117184B4/de active Active
- 2015-10-08 US US14/878,108 patent/US9784842B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050057745A1 (en) * | 2003-09-17 | 2005-03-17 | Bontje Douglas A. | Measurement methods and apparatus |
JP2007327862A (ja) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Sokkia Co Ltd | 測量装置 |
CN101571582A (zh) * | 2008-04-28 | 2009-11-04 | 天宝导航有限公司 | 通过使用倾角传感器的测量设备所得的位置测量结果 |
CN101852857A (zh) * | 2009-03-30 | 2010-10-06 | 株式会社拓普康 | 测量装置和自动跟踪方法 |
US20120166137A1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-06-28 | Trimble Navigation Limited | Enhanced Position Measurement Systems and Methods |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102015117184A1 (de) | 2016-04-14 |
CN105509721B (zh) | 2019-07-02 |
JP6455877B2 (ja) | 2019-01-23 |
JP2016075616A (ja) | 2016-05-12 |
DE102015117184B4 (de) | 2020-07-09 |
US20160102977A1 (en) | 2016-04-14 |
US9784842B2 (en) | 2017-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9958268B2 (en) | Three-dimensional measuring method and surveying system | |
CN105509721A (zh) | 测量装置 | |
US9581442B2 (en) | Surveying instrument | |
EP2083245B1 (en) | Surveying system | |
CA2811444C (en) | Geodetic survey system having a camera integrated in a remote control unit | |
US9316496B2 (en) | Position determination method and geodetic measuring system | |
JP6336837B2 (ja) | 測量装置 | |
CN103299158B (zh) | 测量系统 | |
US9945665B2 (en) | Surveying instrument | |
US20150268347A1 (en) | Tracker unit and method in a tracker unit | |
US10598485B2 (en) | Device and method to locate a measurement point with an image capture device | |
JPH06213662A (ja) | シールド測量方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |