JP2001174261A - 反射プリズム等を利用する入隅等の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光波測距儀、トータルステーションによる測
量において、従来の反射プリズムが測定できない、入隅
等を容易にかつ正確に、鉛直角と斜距離の測定を同時に
するものである。 【解決手段】一般に反射プリズムと称している、コーナ
ーキューブおよび中空リトロリフレクターであるところ
の光学製品等を光波測距儀およびトータルステーション
測量機械の望遠鏡の視準軸に正対させる装置である。反
射プリズム等の前面に図形を描いた装置である。反射プ
リズム等の保持部材に図形を描いた装置である。望遠鏡
で視準して、正対の状態を視認する装置である。手持棒
により、正対の位置に合致させる装置である。石突の摩
耗により補正量が変化することを警告するマークを持つ
装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】光学機械の製造並びに測量機
械を利用する測量、設計、建設、大型機械製造の産業分
野。

【０００２】

【従来の技術】参考文献、建設省国土地理院刊行、公共
測量作業規程解説と運用６７頁 「ＴＳ（トータルステーション）は観測機器を取り替え
ることなく、１回の視準で水平角、鉛直角および斜距離
を同時に測定することができる。」と記述されているの
である。

【０００３】９６頁 第３６条 「４） 距離測定 （２） 光波測距儀による距離測定は、目視によって反
射プリズムの中央に合わせた後、微動ねじによって受光
量が最大にななるように上下、左右方向に調整して行
う。光量の調節は、反射鏡の数や減光フィルターを用い
て調節し表示盤（ヌルメータ）等によって確認する、最
近では自動絞りが装着されているものもある。」と記述
されているのである。

【０００４】４５７頁 第４４１条の解説では、点検測量をすることを定めてい
るのである。 「（１）境界点間測量は境界点の精度管理として行うも
ので、隣接する境界点間又は境界点と用地境界点との距
離を全辺について、それぞれの座標値から求めた計算距
離とそれを現地で測定した距離と比較することにより行
う。」と記述されているのである。２点間の座標による
計算距離と、スチールテープその他の方法による直接の
実測距離とを比較して、その出会差により、合格、不合
格を判断するのである。

【０００５】従来の技術による点検測量では、測点間の
距離の出会差は、数センチメートルとなることが多いも
のである。

【０００６】測量技術のよりどころとして、最も権威の
ある指針である。

【０００７】この指針からは、反射プリズムを正対させ
て、測量をするという、技術思想は存在しないと窺われ
るのである。

【０００８】多くの測量技術者は、反射プリズムの見え
るクロス又は、中央とおぼしき位置に望遠鏡の十字線を
合致させて、斜距離と鉛直角の測定を行っているのであ
る。

【０００９】反射プリズムは正面から見ると円形で、平
滑の表面をもつガラスであるから、望遠鏡から見て、反
射プリズムの中央は視認できないのである。

【００１０】反射プリズム等は直径によって、１個１個
が固有のプリズム定数を持つものである。斜距離の測定
の都度、プリズム定数を引き算するのは面倒であるか
ら、反射プリズム等を前方に偏心させた反射装置が広く
用いられているのである。前方に偏心させた反射プリズ
ムの中央を視準することでは、鉛直軸と反射プリズムの
軸の交点を視準できない。したがって測定していないと
いうことである。

【００１１】トータルステーションは、望遠鏡の内部に
光波測距儀を内蔵し、コンピューターを機体に内蔵して
いるものである。測定ボタンを押すと、水平角、鉛直
角、斜距離、水平距離、比高、平面直角座標、三次元座
標値を測定、計算、表示するものである。

【００１２】測量、設計に必要なデータは、斜距離では
なくて、水平距離および比高である。

【００１３】反射プリズムとは９０度の角度で３個の鏡
面が向かい合うことで、再帰反射する構造である。有効
入射面から入射した光は、ほぼ同じ面から出射するもの
である。この再帰反射は入射角が大きい場合でも有効に
機能するため、厳密に反射器の方向を定めなくて良いの
である。

【００１４】反射器の方向を厳密に定めなくても使用で
きるので、光軸に正対させる装置は存在しなかったので
ある。

【００１５】偏心したプリズムは、プリズムの傾きによ
り、視準位置を誤認させるのである。

【００１６】入隅等の観測点に反射プリズムを直接設置
できない状況では、プリズムを傾けて、観測することが
多いのである。

【００１７】測量では斜距離を測定して、トータルステ
ーションの鉛直角観測値から、三角関数を導くものであ
る。斜距離をＳとする。鉛直角から導いた高度角をα１
とする。水平距離をＬとする。 一般式 Ｌ＝Ｓ×ＣＯＳα１ 高さ即ち、比高をＨとする。 一般式 Ｈ＝Ｓ×ＳＩＮα１ として、水平距離および比高を計算することが常であ
る。求めるべき水平距離Ｌと計算された距離ＬＢ、求め
るべき比高Ｈと計算された比高Ｈが一致していること
が、測量の目的である。図１については、反射プリズム
は、プリズム定数ｎだけ前に偏心させて設定したもので
ある。壁等の障害物により、正対できない状況である。
従来の技術により、望遠鏡の十字線は虚像のクロスＰＡ
Ｇに合わせているから、高度角α２の三角関数ＣＯＳ、
ＳＩＮの値を得る。反射プリズムの内部光路長の屈折増
分が微小なるものとして、 ＳＧ≒Ｓ 測定された斜距離は求めるべき斜距離にほぼ等しい。点
Ｐと，ＰＡＣ，ＰＡＧは一致しない点である。 Ｐ≠ＰＡＣ≠ＰＡＧ Ｐに対する高度角α１を得ていないから、 ＨＢ≠ Ｈ 計算された比高と求めるべき比高は等しくない。 ＬＢ≠Ｌ 計算された水平距離と求めるべき水平距離は等しくな
い。図２については、反射プリズム等は、補正量ｍだけ
前に偏心させて設定したものである。発明の技術によ
り、望遠鏡の十字線は発明の図形に合わせて正対させて
いるから、高度角α１の三角関数ＣＯＳ、ＳＩＮの値を
得る。 ＳＧ＋ｍ＝Ｓ 測定された斜距離と補正量ｍとの和は、求めるべき斜距
離に等しい。点Ｐ， ＰＡＣ， ＰＡＧ、ＢＡは一直線
上にある。高度角α１を得ているから、 ＨＢ＝Ｈ 計算された比高と求めるべき比高は等しい。 ＬＢ＝Ｌ 計算された水平距離と求めるべき水平距離は等しい。

【００１８】鉛直角と斜距離を正しく、観測、測定する
ことができるか否かが、測量の成果に大きな影響がある
のである。

【００１９】従来の技術による視準目標の反射器の「見
えるクロス」は、虚像であり、測定すべき点とは関係の
ない空中に浮かんで見えるのである。

【００２０】鉛直角は誤って測定されるのである。

【００２１】斜距離は誤って測定されるのである。

【００２２】測量および土木、建築、機械の設計は、通
常水平距離（長さ）、比高（高さ）、平面直角座標およ
び三次元座標で表現されているのである。

【００２３】測量成果に基づき、座標相互の関係を計算
して、平面、立体の位置を設計して、次に、現地に測設
するものである。従来の技術では、基礎となる座標の誤
りが大である。

【００２４】設計図を現場に写す、測設のときの位置
は、設計距離（水平距離、比高）を斜距離で復元、測設
するのである。

【００２５】鉛直角と斜距離が違えば、設計位置に正し
く写せないのである。

【００２６】誤測量によって得た座標値をもとに、設計
された値は、誤差が拡大、拡張して、産業上の損害を発
生させるのである。

【００２７】座標計算の距離と現地の距離に出会差があ
ることが、いかなる理由、原因によるものか、測量、建
設技術者は知ることがなかったのである。

【００２８】機械の固有誤差、据え付け誤差、反射器の
据え付け誤差、測量機械の水平角、鉛直角の目盛り誤
差、距離の測定誤差、視準誤差、計算誤差などの重複、
累積による誤差と思い込んでいたのである。

【００２９】誤差は微小である。

【００３０】鉛直角と斜距離の測定位置を誤まる測量方
法は、誤差でなくて、虚偽の測量である。

【００３１】距離の出会差は大である。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】斜距離測定のときに、
斜距離と鉛直角が同時に正しく測定できるようにするも
のである。

【００３３】

【課題を解決するための手段】正対位置を視認できる目
標が必要である。

【００３４】十字線、反射プリズムの正対軸と観測点を
一致させる構造を備えた装置の発明である。

【００３５】測量機器の操作方法の改善である。

【００３６】

【発明を解決する手段】一般に反射プリズムと称してい
る、コーナーキューブおよび中空リトロリフレクターで
あるところの光学製品等の前面の中心および保持部材の
外周に目印を描いたものである。

【００３７】作業方法は次のように改善され、正確さと
能率は著しく向上したのである。観測者はトータルステ
ーションの望遠鏡の十字線を観測点に合わせて、鉛直
角、水平角の微動ねじを固定する。観測者は、反射器の
保持者に対して、発明の装置を望遠鏡方向に向けて、回
転移動させるように指示する。正対の状態を視認する。
視認して後、トータルステーションの測定ボタンを押す
のである。

【００３８】

【実施例】図２は、反射プリズムと称している、コーナ
ーキューブおよび中空リトロリフレクターであるところ
の光学製品等の前面に図形を描いたものである。保持部
材に図形を描いたものである。手持棒は人の指先で、握
れる大きさで製作したものである。石突棒の摩耗によ
り、補正量ｍは変化するから、摩耗限界マークを印し
て、石突棒の取り替え時期を警告するものである。

【００３９】

【発明の効果】測量成果の精度が合理的に説明できるの
であるから、この発明を使用したことにより、成果の信
頼性と精度が保証されるのである。

【００４０】国土地理院の公共測量作業規程第４３条で
は、使用機器の定数証明書、機器検定証明書を成果に添
付することで、成果の精度を担保することとしているの
である。この発明の使用証明書を添付することで、経済
取引の安定性と信頼性に寄与できるのである。

【００４１】建設工事、大型機械の設置作業において、
設計位置を現地に印す位置の誤りは、激減することにな
るのである。

【００４２】測量業、設計業、建設業、機械製造業、土
地家屋調査士業につながる不動産登記行政および宅地建
物取引業に大いに寄与することは必至である事と確信す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の技術による入隅等の測定方法である。
反射プリズムの外径が障害となり、正対できない場合の
説明図である。

【図２】 発明の製品による入隅等の測定方法である。
反射プリズムの外径は障害物を避けて、前方に偏心して
いる。正対して測定する場合の説明図である。

【図３】入隅等の測定装置の斜視図である。

【図４】石突先端部分の説明図である。

【符号の説明】

Ｐ 観測点。 Ｂ 機械点。 ＢＡ 機械の軸。 ＰＡＧ 虚像のクロスの位置。 ＰＡＣ 反射プリズムの中央。 ＰＧ 虚像のクロスの延長線。 Ｓ 求めるべき斜距離。 ＳＧ 測定された斜距離、有効入射面で得られる斜距
離。 Ｌ 求めるべきＰ−ＢＡ間の水平距離、長さ。 Ｈ 求めるべきＰ−ＢＡ間の比高、高さ。 α１ ＢＡ−Ｐの高度角。 α２ ＢＡ−ＰＡＧの高度角。 ｎ 反射プリズムの定数、マイナスで使用される。 ｍ 発明の装置の補正量、測定値に加算する。 １ 反射プリズム、コーナーキューブ、中空リトロ
リフレクター。 ２ 反射プリズム等の前面に描く図形である。 ３ 保持部材に描く図形である ４ 保持部材。 ５ 手持ち棒。 ６ 石突棒。 ７ 摩耗限界マーク。 ８ 石突先端から５ミリメートルのマーク。 ９ 石突先端から４ミリメートルのマーク。 １０ 石突先端から３ミリメートルのマーク。 １１ 耐摩耗材の石突先端。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光波を利用する測量機械。一般に反射プリ
   ズムと称している、コーナーキューブおよび中空リトロ
   リフレクターであるところの光学製品等を光波測距儀お
   よびトータルステーション測量機械の望遠鏡の視準軸に
   正対させる装置。従来の反射プリズムを用いては測定で
   きない、入隅等を視認して、これを偏心して、容易にか
   つ正確に鉛直角と斜距離を測定する装置。
2. 【請求項２】石突棒と手持棒と、正対の状態を視認する
   目標をもつ装置。
3. 【請求項３】石突棒の摩耗による補正量の変化を警告す
   るマーク。