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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Vermessungsinstrument, durch das es möglich ist, einen Vermessungsvorgang bezüglich des geographischen Nordens automatisch auszuführen. Ein Vermessungsinstrument gemäß dem Stand der Technik ist aus der
US 6 034 722 A bekannt.
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In einem Fall, in dem ein Vermessungsinstrument zum Zweck des Ausführens eines Vermessungsvorgangs installiert ist, wird der geographische Norden gemessen, um eine Zielrichtung des Vermessungsinstruments festzulegen. Als eines der Verfahren, um das Azimut an einer Installationsposition zu bestimmen, ist ein Verfahren bekannt, durch das der geographische Norden mit Hilfe der Sonne vermessen wird.
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Wenn eine Position (Breitengrad und Längengrad), an der das Instrument installiert ist, bereits bekannt ist, wird ein Anvisieren von der Installationsposition in Richtung der Sonne mittels eines Teleskops durchgeführt. Ein Richtungswinkel der Sonne wird beim Durchführen des Anvisierens erhalten und der geographische Norden kann basierend auf dem Richtungswinkel und dem Zeitpunkt, zu dem das Anvisieren durchgeführt wird, vermessen werden.
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Es ist gefährlich, die Sonne direkt anzuvisieren. Und wenn das Anvisieren basierend auf einem Bild eines Bildaufnahmeelementes durchgeführt wird, das durch ein Teleskop erhalten wird, wird das Bildaufnahmeelement einer großen Belastung ausgesetzt. Aus diesem Grund wird das Anvisieren an der Sonne normalerweise durch Montieren eines Filters an dem Teleskop und Abschwächen des Lichts mit Hilfe des Filters durchgeführt.
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Bei einem normalen Vermessungsbetrieb des Vermessungsinstruments ist ein Filter zur Lichtabschwächung nicht notwendig und der Filter wird zum Durchführen eines Geographisch-Nord-Vermessens montiert. Daher hat es beim Durchführen des Geographisch-Nord-Vermessens Probleme gegeben, da ein Filter zur Lichtabschwächung vorbereitet werden muss und der Filter zur Lichtabschwächung an dem Vermessungsinstrument montiert werden muss und nicht vergessen werden darf.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Vermessungsinstrument bereitzustellen, mit dem es möglich ist, ein Geographisch-Nord-Vermessen selbst in einem Fall sicher und zuverlässig durchzuführen, in dem das Montieren eines Filters zur Lichtabschwächung vergessen wird, wenn das Geographisch-Nord-Vermessen durchgeführt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Vermessungsinstrument, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weiter wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Vermessungsinstrument, das die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das Vermessungsinstrument gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst eine Rahmeneinheit, die in einer horizontalen Richtung drehbar ist, eine Teleskopeinheit, die in einer vertikalen Richtung drehbar auf der Rahmeneinheit montiert ist, eine Antriebseinheit zum Drehen und Antreiben der Rahmeneinheit und der Teleskopeinheit, eine Horizontalwinkel-Messeinheit zum Detektieren eines Horizontalwinkels der Rahmeneinheit, eine Vertikalwinkel-Messeinheit zum Detektieren eines Vertikalwinkels der Teleskopeinheit und eine Steuervorrichtung, wobei die Teleskopeinheit ein Teleskop zum Anvisieren eines zu messenden Objekts und eine Weitwinkelkamera, die einen weiteren Bildwinkel als das Teleskop aufweist und zum Erhalten eines Bildes in einer Zielrichtung dient, aufweist, wobei die Weitwinkelkamera so eingestellt ist, dass eine Anvisierungsposition der Sonne auf einem Photodetektionselement ist und die Anvisierungsposition der Sonne an einer bekannten Position ist, die von einem Bildfeld des Teleskops abweicht, wobei die Steuervorrichtung ein Bild der Sonne und eine Mitte des Bilds der Sonne aus einem Bild, das von der Weitwinkelkamera erhalten wird, detektiert und die Antriebseinheit derart steuert, dass die Mitte der Sonne mit der Anvisierungsposition der Sonne zusammenfällt, und dazu ausgelegt ist, den geographischen Norden basierend auf einem Zeitpunkt, einem Horizontalwinkel, einem Vertikalwinkel, einer Abweichung zwischen einer optischen Achse des Teleskops und der Anvisierungsposition der Sonne und einem Breitengrad und einem Längengrad einer Position, an der das Vermessungsinstrument installiert ist, wenn die Mitte des Bildes der Sonne mit der Anvisierungsposition der Sonne zusammenfällt, zu bestimmen.
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Ferner erstellt die Steuervorrichtung in dem Vermessungsinstrument gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eine Route derart, dass die Route, bei der die Mitte des Bildes der Sonne mit der Anvisierungsposition der Sonne zusammenfällt, nicht durch das Bildfeld des Teleskops auf dem Photodetektionselement verläuft.
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Weiterhin weist die Teleskopeinheit in dem Vermessungsinstrument gemäß einer Ausgestaltung vorliegenden Erfindung einen Verschluss auf und die Steuervorrichtung umfasst eine normale Vermessungsbetriebsart zum Messen eines zu messenden Objektes durch das Teleskop und eine Geographisch-Nord-Vermessungsbetriebsart zum Durchführen eines Geographisch-Nord-Vermessens mittels der Weitwinkelkamera, wobei vorgesehen ist, dass in einem Fall, in dem die Geographisch-Nord-Vermessungsbetriebsart gewählt ist, ein Strahlengang des Teleskops durch den Verschluss unterbrochen ist.
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Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das Vermessungsinstrument eine Rahmeneinheit, die in einer horizontalen Richtung drehbar ist, eine Teleskopeinheit, die in einer vertikalen Richtung drehbar auf der Rahmeneinheit montiert ist, eine Antriebseinheit zum Drehen und Antreiben der Rahmeneinheit und der Teleskopeinheit, eine Horizontalwinkel-Messeinheit zum Detektieren eines Horizontalwinkels der Rahmeneinheit, eine Vertikalwinkel-Messeinheit zum Detektieren eines Vertikalwinkels der Teleskopeinheit und eine Steuervorrichtung, wobei die Teleskopeinheit ein Teleskop zum Anvisieren eines zu messenden Objekts und eine Weitwinkelkamera, die einen weiteren Bildwinkel als das Teleskop aufweist und zum Erhalten eines Bildes in einer Zielrichtung dient, aufweist, wobei die Weitwinkelkamera so eingestellt ist, dass eine Anvisierungsposition der Sonne auf einem Photodetektionselement ist und die Anvisierungsposition der Sonne an einer bekannten Position ist, die von einem Bildfeld des Teleskops abweicht, wobei die Steuervorrichtung ein Bild der Sonne und eine Mitte des Bilds der Sonne aus einem Bild, das von der Weitwinkelkamera erhalten wird, detektiert und die Antriebseinheit derart steuert, dass die Mitte der Sonne mit der Anvisierungsposition der Sonne zusammenfällt, und dazu ausgelegt ist, den geographischen Norden basierend auf einem Zeitpunkt, einem Horizontalwinkel, einem Vertikalwinkel, einer Abweichung zwischen einer optischen Achse des Teleskops und der Anvisierungsposition der Sonne und einem Breitengrad und einem Längengrad einer Position, an der das Vermessungsinstrument installiert ist, wenn die Mitte des Bildes der Sonne mit der Anvisierungsposition der Sonne zusammenfällt, zu bestimmen. Als Ergebnis wird es möglich, das Geographisch-Nord-Vermessen durchzuführen, ohne dass eine vermessende Bedienperson die Sonne anvisiert, was eine Arbeitseffizienz und die Sicherheit verbessert.
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Ferner erstellt die Steuervorrichtung in dem Vermessungsinstrument gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eine Route derart, dass die Route, bei der die Mitte des Bildes der Sonne mit der Anvisierungsposition der Sonne zusammenfällt, nicht durch das Bildfeld des Teleskops auf dem Photodetektionselement verläuft. Als Ergebnis wird ein Einfallen eines intensiven Lichtes durch das Teleskop verhindert, die Sicherheit ist verbessert und das Photodetektionselement, welches durch das Teleskop aufgenommen hat, ist geschützt.
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Weiterhin weist die Teleskopeinheit in dem Vermessungsinstrument gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung einen Verschluss auf und die Steuervorrichtung umfasst eine normale Vermessungsbetriebsart zum Messen eines zu messenden Objektes durch das Teleskop und eine Geographisch-Nord-Vermessungsbetriebsart zum Durchführen eines Geographisch-Nord-Vermessens mittels der Weitwinkelkamera, wobei vorgesehen ist, dass in einem Fall, in dem die Geographisch-Nord-Vermessungsbetriebsart gewählt ist, ein Strahlengang des Teleskops durch den Verschluss unterbrochen ist. Als Ergebnis kann die Sonne nicht von dem Teleskop anvisiert werden, die Sicherheit ist verbessert, das Einfallen des intensiven Lichtes durch das Teleskop wird verhindert und das Photodetektionselement, welches durch das Teleskop aufgenommen hat, ist geschützt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in den Figuren und der nachstehenden Figuren-Beschreibung erläutert; es zeigen:
- 1 eine schematische äußere Ansicht eines Vermessungsinstruments gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine Blockdarstellung zum Zeigen einer ungefähren Anordnung des Vermessungsinstruments; und
- 3 eine erläuternde Zeichnung zum Zeigen einer Beziehung zwischen einem Bildfeld eines Teleskops auf einem Photodetektionselement einer Weitwinkelkamera und einer Anvisierungsposition der Sonne in der vorliegenden Ausführungsform.
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 und 2 zeigen ein Vermessungsinstrument 1, einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es ist zu beachten, dass das Vermessungsinstrument 1, so wie es verwendet wird, beispielsweise eine Totalstation ist und eine Nachführungsfunktion aufweist. Ein gepulster Laserstahl wird in Richtung eines Messpunktes als Abstandsmesslicht ausgesendet, ein reflektiertes Licht (nachstehend als „Reflexionslicht“ bezeichnet) des Abstandsmesslichtes wird aus dem Messpunkt empfangen und ein Abstand wird für jeden Lichtpuls gemessen. Durch Bilden eines Mittelwerts der Ergebnisse der Abstandsmessung kann die Messung des Abstandes mit hoher Präzision durchgeführt werden.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst das Vermessungsinstrument 1 zunächst eine Nivellierungseinheit und/oder Horizontierungseinheit 2, im folgenden Horizontierungseinheit genannt, die auf einem Dreibein (nicht gezeigt) montiert ist, eine Basiseinheit 3, die auf der Horizontierungseinheit 2 montiert ist, eine Rahmeneinheit 4, die um eine vertikale Achse als Mitte drehbar auf der Basiseinheit 3 montiert ist, und eine Teleskopeinheit 5, die um eine horizontale Achse als Mitte drehbar auf der Rahmeneinheit 4 montiert ist.
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Die Rahmeneinheit 4 umfasst eine Anzeigeeinheit 6 und eine Bedienungseingabeeinheit 7. Die Teleskopeinheit 5 weist ein Teleskop 8 zum Anvisieren eines zu messenden Objekts und eine Abstandsmesseinheit 11, die ein optisches System des Teleskops 8 mitverwendet, auf. Ferner weist die Teleskopeinheit 5 eine Bildaufnahmeeinheit 12 zum Erfassen eines Bildes in einer Zielrichtung durch das optische System des Teleskops 8 auf. Zudem umfasst die Teleskopeinheit 5 eine Weitwinkelkamera 9. Die Weitwinkelkamera 9 besitzt eine optische Achse, die parallel zu einer optischen Achse des Teleskops 8 verläuft, und kann ein Weitwinkelbild in der Zielrichtung oder in einer ungefähren Zielrichtung des Teleskops 8 erfassen.
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Ein Bildwinkel des Teleskops 8 beträgt beispielsweise 1° und ein Bildwinkel der Weitwinkelkamera 9 beträgt beispielsweise 15° bis 30°. Ferner ist, obwohl die optische Achse des Teleskops 8 von der optischen Achse der Weitwinkelkamera 9 verschieden ist, ein Abstand zwischen diesen optischen Achsen bereits bekannt und eine Abweichung der Zielrichtung zwischen der Weitwinkelkamera 9 und dem Teleskop 8 kann durch Berechnung korrigiert werden.
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Die Weitwinkelkamera 9 und die Bildaufnahmeeinheit 12 geben jeweils ein aufgenommenes Bild als ein digitales Bildsignal aus. Ein Photodetektionselement der Weitwinkelkamera 9 und der Bildaufnahmeeinheit 12 ist beispielsweise jeweils eine CCD, ein CMOS usw., das ein Zusammenschluss von Pixeln ist und so angeordnet ist, dass eine Position des zu empfangenden Pixels spezifiziert werden kann und dass ein Bildwinkel aus der Position des zu empfangenden Pixels ermittelt werden kann.
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Unter Bezugnahme auf 2 ist eine Beschreibung zu einer grundlegenden Anordnung des Vermessungsinstruments 1 gegeben.
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Wie oben beschrieben nimmt die Teleskopeinheit 5 die Abstandsmesseinheit 11 auf, die üblicherweise ein optisches System des Teleskops 8 mitverwendet. Die Abstandsmesseinheit 11 sendet einen gepulsten Laserstrahl als ein Abstandsmesslicht durch das optische System aus, empfängt ein Reflexionslicht des zu messenden Objekts durch das optische System und führt eine elektrooptische Abstandsmessung zu dem zu messenden Objekt basierend auf dem empfangenen Reflexionslicht aus.
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In einem Fall, in dem das zu messende Objekt ein Prisma ist, kann die Abstandsmesseinheit 11 eine Messung in einer Prismamessungsbetriebsart ausführen. In einem Fall, in dem das zu messende Objekt kein Prisma ist, kann die Abstandsmesseinheit 11 ferner eine Messung in einer Nicht-Prismamessungsbetriebsart ausführen. Und eine Messungsbetriebsart kann entsprechend dem zu messenden Objekt gewechselt werden.
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Auf der Rahmeneinheit 4 ist eine Horizontalantriebseinheit 15 zum Drehen der Rahmeneinheit 4 in eine horizontale Richtung und eine Horizontalwinkel-Messeinheit 16 zum Detektieren eines Horizontalwinkels einer Zielrichtung mit Bezug auf die Basiseinheit 3 der Rahmeneinheit 4 vorgesehen. Ferner ist auf der Rahmeneinheit 4 eine Vertikalantriebseinheit 17 vorgesehen, die sich um die Teleskopeinheit 5 mit einer horizontalen Achse als Mitte dreht, und eine Vertikalwinkel-Messeinheit 18 vorgesehen, die einen Vertikalwinkel der Teleskopeinheit 5 detektiert und einen Vertikalwinkel in der Zielrichtung misst.
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Ferner ist auf der Rahmeneinheit 4 eine Neigungsdetektionseinheit 14 vorgesehen und die Neigungsdetektionseinheit 14 detektiert eine Neigung oder eine Horizontalität der Rahmeneinheit 4.
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Eine Steuervorrichtung 21 ist in der Rahmeneinheit 4 aufgenommen. Basierend auf einem Detektionsergebnis der Neigungsdetektionseinheit 14 steuert die Steuervorrichtung 21 die Horizontierungseinheit 2 und richtet die Rahmeneinheit 4 in einer horizontalen Richtung aus.
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Ferner steuert die Steuereinheit 21 das Antreiben der Horizontalantriebseinheit 15 und dreht die Rahmeneinheit 4 in einer horizontalen Richtung und steuert ferner das Antreiben der Vertikalantriebseinheit 17 und dreht die Teleskopeinheit 5 in einer Höhenrichtung. Durch das Zusammenwirken der Bewegungen einer Drehung in der horizontalen Richtung und einer Drehung in der Höhenrichtung wird die Teleskopeinheit 5 in eine vorbestimmte Richtung ausgerichtet.
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Die Steuervorrichtung 21 führt nach, detektiert und führt das Geographisch-Nord-Vermessen mit Hilfe der Sonne basierend auf dem von der Weitwinkelkamera 9 erhaltenen Bild aus und steuert, um das zu messende Objekt basierend auf dem von der Bildaufnahmeeinheit 12 erhaltenen Bild zu verfolgen. Ferner führt die Steuervorrichtung 21 basierend auf dem von der Weitwinkelkamera 9 erhaltenen Bild und auf dem von der Bildaufnahmeeinheit 12 erhaltenen Bild ein Suchen zum Erfassen des zu messenden Objektes in dem Bild (in einem Bildfeld eines Teleskops) aus, bevor mit dem Nachführen begonnen wird, oder in einem Fall, in dem das zu messende Objekt während des Nachführens von dem Bild abweicht, wird das Suchen zum Erfassen in dem Bild erneut ausgeführt.
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Ferner führt die Steuervorrichtung 21 eine Abstandsmessung an einem vorbestimmten Messpunkt durch Steuern der Abstandsmesseinheit 11 in einem Ruhezustand oder beim Nachführen aus.
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Unter Bezugnahme auf 2 ist eine weitere Beschreibung zu der Steuervorrichtung 21 gegeben.
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Die Steuervorrichtung 21 besteht aus einer Steuerrecheneinheit 22, einer Speichereinheit 23, einer ersten Bildaufzeichnungseinheit 24 zum Aufzeichnen von Bildern, die von der Weitwinkelkamera 9 erhalten werden, einer zweiten Bildaufzeichnungseinheit 25 zum Aufzeichnen von Bildern, die von der Bildaufnahmeeinheit 12 erhalten werden, einer Bildverarbeitungseinheit 26 zum Durchführen einer Bildverarbeitung wie etwa einem Spezifizieren eines Messpunktes oder eines zu messenden Objektes basierend auf dem von der Weitwinkelkamera 9 erhaltenen Bild und dem von der Bildaufnahmeeinheit 12 erhaltenen Bild, der Anzeigeeinheit 6 zum Anzeigen von Messergebnissen und Messbedingungen und der Bedienungseingabeeinheit 7 zum Eingeben verschiedener Arten von Befehlen wie etwa einem Beginnen der Messung oder dergleichen oder zum Eingeben von Daten, die für die Messung notwendig sind.
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In der Speichereinheit 23 sind verschiedene Arten von Programmen gespeichert. Diese Programme umfassen: ein Ablaufprogramm zum Ausführen der Messung, ein Bildanzeigeprogramm zum Anzeigen auf der Bildverarbeitungseinheit 26, ein Berechnungsprogramm von für die Messung notwendigen Berechnungen, ein Bildverarbeitungsprogramm zum Durchführen einer Bildverarbeitung an den von der Weitwinkelkamera 9 und der Bildaufnahmeeinheit 12 erhaltenen Bildern, ein Geographisch-Nord-Vermessungsprogramm zum Berechnen der Position der Sonne aus den verarbeiteten Bildern und zum Ausführen des Geographisch-Nord-Vermessens, ein Abstandsmessprogramm zum Messen eines Abstands zu dem Messpunkt und zum Messen des Abstands durch Verfolgen des zu messenden Objektes, ein Suchprogramm zum Erfassen des zu messenden Objektes auf den Bildern und andere Programme.
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Ferner werden die Ergebnisse der Messung aus der Abstandsmesseinheit 11, der Horizontalwinkel-Messeinheit 16 und der Vertikalwinkel-Messeinheit 18 in die Steuerrecheneinheit 22 eingegeben. Die Steuerrecheneinheit 22 ist dazu ausgelegt, die Messung des Abstands, des Vertikalwinkels und des Horizontalwinkels gemäß dem Ablaufprogramm, dem Rechenprogramm, dem Abstandsmessprogramm usw. auszuführen und dazu ausgelegt, die Ergebnisse der Messung in der Speichereinheit 23 zu speichern und die Ergebnisse der Messung auf der Anzeigeeinheit 6 gemäß dem Bildanzeigeprogramm oder dergleichen anzuzeigen.
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Das Bildverarbeitungsprogramm veranlasst die Bildverarbeitungseinheit 26 dazu, eine Bildverarbeitung wie etwa eine Extraktion des Messpunktes oder des zu messenden Objektes basierend auf dem von der Weitwinkelkamera 9 erhaltenen Bild und dem von der Bildaufnahmeeinheit 12 erhaltenen Bild auszuführen.
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Ferner kann die Steuerrecheneinheit 22 eine normale Vermessungsbetriebsart mit Bezug auf das zu messende Objekt gemäß dem Abstandsmessprogramm und eine Geographisch-Nord-Vermessungsbetriebsart zum Durchführen des Geographisch-Nord-Vermessens gemäß dem Geographisch-Nord-Vermessungsprogramm ausführen. Durch Wählen einer Vermessungsbetriebsart von der Bedienungseingabeeinheit 7 kann eine Messung wie erforderlich ausgeführt werden.
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Im Folgenden wird eine Beschreibung zu einem Betrieb in einem Fall gegeben, in dem das Geographisch-Nord-Vermessen von dem Vermessungsinstrument 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird.
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Das Vermessungsinstrument 1 wird an einem bekannten Punkt installiert, d. h. an einem Punkt, an dem ein Breitengrad und ein Längengrad bereits bekannt sind, und ein Horizontieren wird von der Horizontierungseinheit 2 durchgeführt. Der Breitengrad und der Längengrad der Installationsposition werden von der Bedienungseingabeeinheit 7 in die Steuervorrichtung 21 eingegeben. Es ist zu beachten, dass in einem Fall, in dem das Vermessungsinstrument 1 mit einem GPS versehen ist, eine Installationskoordinate des Vermessungsinstruments 1 von dem GPS erhalten wird und der Zeitpunkt der Messung von dem GPS erhalten werden kann.
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Die Geographisch-Nord-Vermessungsbetriebsart wird von der Bedienungseingabeeinheit 7 gewählt.
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Die Teleskopeinheit 5 wird auf die Sonne gerichtet, so dass die Weitwinkelkamera die Sonne erfasst. Die Sonne kann von der Weitwinkelkamera 9 erfasst werden, wenn die Richtung in etwa passend ist, da ein Bildfeld der Weitwinkelkamera 9 weit ist.
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In einem Fall, in dem die Geographisch-Nord-Vermessungsbetriebsart ausgewählt ist, ist die Anvisierungsposition, bei der die Weitwinkelkamera 9 die Sonne anvisierte, so eingestellt, dass sie von der Anvisierungsposition des Teleskops 8 (d. h. der optischen Achse des Teleskops 8) abweicht. Wie in 3 gezeigt ist die Beziehung zwischen einer Anvisierungsposition der Sonne der Weitwinkelkamera 9 und der Anvisierungsposition des Teleskops 8 so, dass ein Bild 32 der Sonne vollkommen von einem Bildfeld 31 des Teleskops 8 abweicht. Ferner ist ein Abweichungsbetrag der Anvisierungsposition der Sonne von der Anvisierungsposition des Teleskops 8 bereits bekannt und der Betrag ist mindestens ein Betrag, der von dem Bildfeld 31 des Teleskops 8 abweicht. Da der Abweichungsbetrag zwischen der Anvisierungsposition der Sonne und der Anvisierungsposition des Teleskops 8 bereits bekannt ist, kann die Anvisierungsposition der Sonne durch Berechnung so korrigiert werden, dass sie mit der Anvisierungsposition des Teleskops 8 zusammenfällt.
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3 zeigt ein Bild 30 der Weitwinkelkamera 9 und zeigt einen Zustand, in dem die Sonne schließlich von der Weitwinkelkamera 9 anvisiert ist. Die Anvisierungsposition der Sonne kann in jegliche Richtung mit Bezug auf die Anvisierungsposition des Teleskops 8 abweichen, weicht aber zum Vermindern eines Kalibrationsfehlers eines Horizontalwinkels in einer vertikalen Richtung ab, da die Genauigkeit des Horizontalwinkels bei dem Geographisch-Nord-Vermessen wichtig ist.
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Ferner ist in der Geographisch-Nord-Vermessungsbetriebsart vorgesehen, dass ein Bild, das von der Weitwinkelkamera 9 aufgenommen wird, auf der Anzeigeeinheit 6 angezeigt wird. Ob die Sonne von der Weitwinkelkamera 9 erfasst wird oder nicht, kann durch Verarbeiten des Bildes aus der ersten Bildaufzeichnungseinheit 24 durch die Bildverarbeitungseinheit 26 unterschieden werden und kann ebenfalls leicht aus dem Bild 30 der Anzeigeeinheit 6 bestätigt werden.
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Die Bildverarbeitungseinheit 26 extrahiert das Bild 32 der Sonne durch Verarbeiten eines Bildes von der ersten Bildaufzeichnungseinheit 24 und detektiert die mittlere Position der Bildes 32 der Sonne. Die Bildverarbeitungseinheit 26 vergleicht die mittlere Position der Bildes 32 der Sonne mit der Anvisierungsposition der Sonne, berechnet den Abweichungsbetrag und eine Abweichungsrichtung zwischen der mittleren Position des Bildes 32 der Sonne und der Anvisierungsposition der Sonne und das Berechnungsergebnis wird in die Steuerrecheneinheit 22 eingegeben.
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Basierend auf dem Abweichungsbetrag und der Abweichungsrichtung, wie sie von der Bildverarbeitungseinheit 26 eingegeben werden, steuert die Horizontierungseinheit 2 die Horizontalantriebseinheit 15 und die Vertikalantriebseinheit 17 an und überlagert die Position des Bildes 32 der Sonne, wie es detektiert wird, mit der Anvisierungsposition der Sonne. Es ist zu beachten, dass, da die Positionsbeziehung mit der Anvisierungsposition des Teleskops 8 durch Berechnung aus der Position des Bildes 32 der Sonne auf dem Bild, das von der Weitwinkelkamera 9 aufgenommen wird, erhalten werden kann, die Steuervorrichtung 21 während des Prozesses des Überlagerns des Bildes 32 der Sonne mit der Anvisierungsposition der Sonne eine Drehung derart durchführt, dass die Sonne nicht in das Bildfeld 31 des Teleskops 8 gelangt.
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Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Überlagerung erreicht ist, werden ein Horizontalwinkel, der von der Horizontalwinkel-Messeinheit 16 detektiert wird, und ein Vertikalwinkel, der von der Vertikalwinkel-Messeinheit 18 detektiert wird, erfasst.
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Dann wird der geographische Norden basiert auf dem Zeitpunkt der Überlagerung, auf dem Horizontalwinkel und dem Vertikalwinkel, so wie sie detektiert werden, und ferner auf dem Breitengrad und dem Längengrad der Installationsposition gemessen.
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Auf dem Photodetektionselement der Weitwinkelkamera 9 wird ein Bereich, der dem Bildfeld 31 des Teleskops 8 entspricht, als eine Photodetektions-Verbotszone festgelegt.
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Die Steuerrecheneinheit 22 berechnet eine Route, um die mittlere Position des Bildes 32 der Sonne von der mittleren Position der Sonne und der Anvisierungsposition der Sonne zu der Anvisierungsposition der Sonne zu verschieben.
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Ferner berechnet die Steuerrecheneinheit 22 in einem Fall, in dem die mittlere Position der Sonne auf dem Photodetektionselement mit der Anvisierungsposition der Sonne zusammenfällt, und in einem Fall, in dem die mittlere Position des Bildes 32 der Sonne das Bildfeld 31 des Teleskops 8 passiert, wenn sie auf dem kürzesten Weg verschoben wird, eine Route zum Erreichen der Anvisierungsposition der Sonne unter Vermeidung des Bildfelds 31 des Teleskops 8 und führt ein Antreiben und Steuern der Horizontalantriebseinheit 16 und der Vertikalantriebseinheit 18 basierend auf der berechneten Route durch.
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Oder ein beliebiger Verschluss wie etwa ein elektrischer Verschluss, ein mechanischer Verschluss usw. kann in einem optischen System des Teleskops 8 bereitgestellt sein und kann so ausgelegt sein, dass ein Strahlengang des Teleskops 8 in der Geographisch-Nord-Vermessungsbetriebsart der Weitwinkelkamera 9 unterbrochen wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann dann, wenn das Vermessen des geographischen Nordens durchgeführt wird, durch einfaches Richten der Weitwinkelkamera 9 ungefähr auf die Sonne das Vermessen des geographischen Nordens automatisch durchgeführt werden. Ferner kann der Verarbeitungszustand des Vermessens des geographischen Nordens und das Ergebnis des Vermessens des geographischen Nordens durch die Anzeigeeinheit 6 bestätigt werden und dies trägt zu der Ausführung mit höherer Effizienz bei. Ferner ist es auch dann, wenn die Bedienperson sorglos in das Teleskop 8 blickt, sicher, da das Sonnenlicht nicht in das Teleskop 8 fällt.
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Durch Einstellen der Geographisch-Nord-Vermessungsbetriebsart kann ein Einfall von Sonnenlicht in das Teleskop 8 mit hoher Vergrößerung verhindert werden. Als Ergebnis kann der Einfall eines intensiven Lichtes auf ein Photodetektionselement der Bildaufnahmeeinheit 12 unterdrückt werden und eine Verschlechterung und eine Beschädigung des Photodetektionselementes kann verhindert werden.
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Es ist klar, dass es dann, wenn eine normale Vermessungsbetriebsart von der Bedienungseingabeeinheit 7 zu Beginn der Messung gewählt wird, möglich ist, eine Abstandsmessung und eine Winkelmessung an einem zu messenden Objekt oder die Messung durch Verfolgen des zu messenden Objektes durchzuführen.
