JP2002357422A

JP2002357422A - Ｇｐｓ測位装置

Info

Publication number: JP2002357422A
Application number: JP2001167061A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Kase; 隆明加瀬; Masayoshi Kamo; 正義加茂
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2002-12-13

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、測位準備の効率を向上させると
ともに、測位結果の精度を向上させることを目的とする
ものである。【解決手段】魚眼レンズ１５からの光と測定ポイント
を示すマーカ１からの光とをそれぞれ平行光として結像
用光学系２２に導き、受信アンテナ１４の周囲の風景の
画像と、マーカ１の画像とをカメラ２４で得るようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＧＰＳ（全地球
測位システム）を用いて測定ポイントの位置を測量する
ためのＧＰＳ測位装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は例えば特開平１０‐１６３７２１
号公報に示された従来のＧＰＳ測位装置の断面図であ
る。図において、基台部１２１の上部には、透明な円筒
体１２３が固定されている。円筒体１２３の上部には、
受信アンテナ１１３が固定されている。受信アンテナ１
１３は、アンテナ本体部１１４、このアンテナ本体部１
１４上に搭載されているアンテナ基板１１５、このアン
テナ基板１１５を覆うようにアンテナ本体部１１４に固
定されているアンテナカバー１１８を有している。

【０００３】基台部１２１の上部の中央には、魚眼レン
ズ１２５が配置されている。魚眼レンズ１２５は、その
光軸がアンテナ基板１１５の中心１１６を通るように、
かつアンテナ基板１１５と直交するように、基台部１２
１に保持されている。基台部１２１の魚眼レンズ１２５
の直下には、プリズム１２７が設置されている。

【０００４】基台部１２１の取付口１３７には、撮像手
段であるカメラ１３５が取り付けられている。基台部１
２１の下部には、ポール固定部１２９が設けられてい
る。ポール固定部１２９は、三脚（図示せず）に支持さ
れた求心装置（図示せず）の支柱に接続される。

【０００５】次に、動作について説明する。衛星からの
電波を利用して測定ポイントの位置を正確に測定するＧ
ＰＳ測量では、測位を行う測定ポイントの真上に、アン
テナ基板１１５が水平となるように、三脚等を用いて受
信アンテナ１１３が設置される。この状態で、複数の衛
星からの電波を受信し、受信した電波を解析することに
より、測定ポイントの位置が測量される。

【０００６】このとき、測定ポイントの周囲全周にわた
り障害物がなく、水平線が見渡せるような状態であれ
ば、測位に必要な複数の衛星からの電波を受信すること
が可能である。しかし、実際には、測定ポイントの周囲
には、建造物、樹木、地勢など、衛星からの電波を遮蔽
する障害物が存在することが多い。この場合、これら障
害物によるカーテン情報を採取し、天空を移動する複数
の衛星からの電波がこれらの障害物で遮られないよう
に、衛星の運行軌跡に合わせて、受信時刻、即ち測位時
刻を求める必要がある。

【０００７】受信アンテナ１１３は、測位を行う測定ポ
イントの真上に、アンテナ基板１１５が水平となるよう
に設置されるので、アンテナ基板１１５の直下に配置し
た魚眼レンズ１２５には、測定ポイントの周囲３６０度
からの光が円筒体１２３を通して入射する。魚眼レンズ
１２５に入射した光は、プリズム１２７によりカメラ１
３５に導かれる。従って、魚眼レンズ１２５及びプリズ
ム１２７等で構成される光学系とカメラ１３５とによ
り、測定ポイントの周囲３６０度の風景を撮影すること
ができる。

【０００８】なお、魚眼レンズ１２５の上方には、アン
テナ本体部１１４が存在するので、カメラ１３５により
撮影される風景の中央には、図１０に示すように、アン
テナ本体部１１４の下面１１９が存在する。また、下面
１１９の周囲には、測定ポイントの周囲３６０度の風景
が、水平から高度角θまでを有効視野として収められ
る。

【０００９】このように撮影された風景は、測定ポイン
ト周辺のカーテン情報として使用される。そして、この
カーテン情報と衛星の運行軌跡とを組み合わせて、最適
な測位時刻が算出される。また、障害物が多数あり、適
当な測位時刻がないことが判明した場合には、ポール固
定部１２９に接続された支柱を延長するなどにより、受
信アンテナ１１３の位置が高くされ、障害物の影響を低
減した上でカーテン情報が再度収集され、最適な測位時
刻が算出される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来のＧＰＳアンテナにおいては、アンテナ基板１１
５の中心１１６が測定ポイントの真上となるように、三
脚等の設置位置を微調整したり、アンテナ基板１１５が
水平となるよう調整したりする必要があり、測位のため
の準備が煩雑であった。また、測定ポイントの周辺に多
数の障害物がある場合には、支柱等を延長することによ
り、受信アンテナ１１３の位置を高くする必要があり、
この点でも測位の準備が煩雑であった。

【００１１】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、受信アンテナ
の位置決めを容易に行うことができ、測位のための準備
作業の効率を向上させることができるＧＰＳ測位装置を
得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係るＧＰＳ測
位装置は、測定ポイントの上方に水平に配置されるＧＰ
Ｓ用の受信アンテナ、この受信アンテナの周囲からの光
が入射される魚眼レンズ、この魚眼レンズを透過した光
を平行光にするレンズ側光学系、このレンズ側光学系の
光軸の延長線上に配置され、測定ポイント側から入射さ
れる光を平行光にするポイント側光学系、レンズ側及び
ポイント側光学系からの平行光を結像面に結像する結像
用光学系、レンズ側及びポイント側光学系からの平行光
を結像用光学系に導く偏向手段、及び結像面に設けられ
ている撮像手段を備えたものである。

【００１３】また、偏向手段は、ハーフミラーを有し、
レンズ側及びポイント側光学系からの平行光を合成して
結像用光学系に導く。

【００１４】さらに、偏向手段は、変位可能な可動全反
射ミラーを有し、レンズ側光学系からの平行光及びポイ
ント側光学系からの平行光のいずれか一方を選択的に結
像用光学系に導く。

【００１５】さらにまた、基台、水平方向へ変位可能に
上記基台に支持され、受信アンテナ、魚眼レンズ、レン
ズ側光学系及びポイント側光学系を支持する移動台、及
び移動台を水平方向へ変位させる水平駆動機構をさらに
備えている。

【００１６】また、この発明に係るＧＰＳ測位装置は、
中央部に開口部を有し、測定ポイントの上方に水平に配
置されるＧＰＳ用の受信アンテナ、開口部に配置され、
受信アンテナの周囲からの光が入射される魚眼レンズ、
及びこの魚眼レンズを透過した光を受け撮像する撮像手
段を備えたものである。

【００１７】さらに、この発明に係るＧＰＳ測位装置
は、測定ポイントの上方に設置される基台、及びＧＰＳ
用の受信アンテナと、この受信アンテナの周囲からの光
が入射される魚眼レンズと、この魚眼レンズを透過した
光を受け撮像する撮像手段とを有し、互いに直交する水
平な２軸を中心として揺動自在に上記基台に支持されて
いる揺動体を備え、揺動体の鉛直方向の重心が、魚眼レ
ンズの光軸上で２軸よりも下方に位置しており、受信ア
ンテナは、魚眼レンズの光軸に直角に配置されているも
のである。

【００１８】さらにまた、揺動体は、その重心位置を調
整するためのバラストをさらに有している。

【００１９】また、揺動体は、魚眼レンズの光軸を中心
として回転可能なフライホイールと、このフライホイー
ルを回転させるモータとをさらに有している。

【００２０】さらに、この発明に係るＧＰＳ測位装置
は、中心線が鉛直となるように測定ポイントの上方に配
置されている鏡筒、この鏡筒の上端部に水平に搭載され
ているＧＰＳ用の受信アンテナ、鏡筒の上端部に搭載さ
れ、受信アンテナの周囲からの光が入射される魚眼レン
ズ、鏡筒の上端部に搭載され、魚眼レンズを透過した光
を平行光にするレンズ側光学系、このレンズ側光学系及
び鏡筒内を通過した平行光を結像面に結像する結像用光
学系、及び結像面に設けられている撮像手段を備え、鏡
筒は、伸縮可能な重管構造を有しており、鏡筒を伸縮さ
せることにより、受信アンテナ、魚眼レンズ及びレンズ
側光学系の高さが調整可能になっているものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるＧ
ＰＳ測位装置を示す斜視図、図２は図１の要部を拡大し
て示す斜視図である。図において、測定ポイントには、
マーカ１が設置される。マーカ１は、表面を露出するよ
うに地面２に埋め込まれている。

【００２２】マーカ１の上方には、三脚３により基台４
が設置されている。基台４上には、Ｘ軸移動ステージ５
及びＹ軸移動ステージ６を介して移動台（アウタホル
ダ）７が搭載されている。Ｘ軸移動ステージ５には、Ｘ
軸駆動モータ８が設けられている。Ｙ軸移動ステージ６
には、Ｙ軸駆動モータ９が設けられている。

【００２３】移動台７は、Ｘ軸駆動モータ８の駆動力に
より、水平に延びるＸ軸と平行な方向へ基台４に対して
変位される。また、移動台７は、Ｙ軸駆動モータ９の駆
動力により、Ｘ軸に直交する水平なＹ軸と平行な方向へ
基台４に対して変位される。実施の形態１による水平駆
動機構は、Ｘ軸移動ステージ５、Ｙ軸移動ステージ６、
Ｘ軸駆動モータ８及びＹ軸駆動モータ９を有している。

【００２４】移動台７の内側には、円環状の保持部材
（インナホルダ）１０が一対の支軸Ｙ１１ａ，１１ｂを
介して支持されている。支軸Ｙ１１ａ，１１ｂは、Ｙ軸
に沿って延びており、保持部材１０は、移動台７に対し
てＹ軸を中心として揺動自在になっている。

【００２５】保持部材１０の内側には、Ｘ軸及びＹ軸に
直角なＺ軸に沿って鉛直に延びる円筒状の第１の鏡筒１
２が一対の支軸Ｘ１３ａ，１３ｂを介して支持されてい
る。支軸Ｘ１３ａ，１３ｂは、Ｘ軸に沿って延びてお
り、第１の鏡筒１２は、保持部材１０に対してＸ軸を中
心として揺動自在になっている。

【００２６】従って、第１の鏡筒１２は、移動台７に対
してＸ軸及びＹ軸を中心として揺動自在になっている。
また、第１の鏡筒１２は、Ｘ軸移動ステージ５、Ｙ軸移
動ステージ６及び基台４を貫通している。Ｘ軸移動ステ
ージ５、Ｙ軸移動ステージ６及び基台４と第１の鏡筒１
２との間には、第１の鏡筒１２の揺動を許容する十分な
隙間（図示せず）が確保されている。

【００２７】第１の鏡筒１２の上端部には、ＧＰＳ用の
円板状の受信アンテナ１４、魚眼レンズ１５及びレンズ
側光学系１６が搭載されている。受信アンテナ１４の中
心、魚眼レンズ１５の光軸、及びレンズ側光学系１６の
光軸は、第１の鏡筒１２の中心軸に一致している。

【００２８】受信アンテナ１４は、マーカ１の上方に水
平に配置されている。また、受信アンテナ１４の中央部
には、開口部１４ａが設けられており、その開口部１４
ａに魚眼レンズ１５が配置されている。魚眼レンズ１５
には、受信アンテナ１５の周囲３６０度からの光が入射
される。レンズ側光学系１６は、魚眼レンズ１５を透過
した光を平行光にする。

【００２９】第１の鏡筒１２の下端部には、光学ユニッ
ト１７が固定されている。光学ユニット１７の重量バラ
ンスは、光学ユニット１７の重心が第１の鏡筒１２の中
心軸（Ｚ軸）と一致するように設定されている。

【００３０】光学ユニット１７の下部には、Ｚ軸に沿っ
て鉛直に延びる円筒状の第２の鏡筒１８の上端部が固定
されている。第２の鏡筒１８の下端部には、マーカ１に
対向するポイント側光学系１９が固定されている。ポイ
ント側光学系１９は、レンズ側光学系１６の光軸の延長
線上に配置され、マーカ１側（測定ポイント側）から入
射される光を平行光にする。ポイント側光学系１９の光
軸は、第２の鏡筒１８の中心軸に一致している。

【００３１】ポイント側光学系１９の下部には、マーカ
１側からポイント側光学系１９への光の通過を許容する
リング状のバラスト２０が固定されている。また、Ｘ軸
及びＹ軸を中心として揺動自在な揺動体２１は、第１の
鏡筒１２、受信アンテナ１４、魚眼レンズ１５、レンズ
側光学系１６、光学ユニット１７、第２の鏡筒１８、ポ
イント側光学系１９及びバラスト２０を有している。揺
動体２１のＺ軸方向（鉛直方向）の重心は、揺動中心よ
りも下となるように設定されている。具体的には、バラ
スト２０の重量を調整することにより、揺動体２１のＺ
軸方向の重心は、ポイント側光学系１９付近に設定され
ている。

【００３２】次に、図３は図１の要部断面図である。光
学ユニット１７は、レンズ側及びポイント側光学系１
６，１９からの平行光を結像面に結像する結像用光学系
２２、レンズ側及びポイント側光学系１６，１９からの
平行光を結像用光学系２２に導く偏向手段２３、及び結
像面が受像面となるように配置されている撮像手段とし
てのカメラ２４を有している。

【００３３】偏向手段２３は、ハーフミラー２５、プリ
ズム２６及び固定全反射ミラー２７を有している。プリ
ズム２６及び固定全反射ミラー２７は、ポイント側光学
系１９からの平行光をハーフミラー２５へ導く。ハーフ
ミラー２５は、レンズ側光学系１６からの平行光を結像
用光学系２２へ反射させるとともに、ポイント側光学系
１９からの平行光を結像用光学系２２へ透過させる。

【００３４】次に、動作について説明する。任意の測定
ポイントの位置を測量する場合、測定ポイントの地面２
にマーカ１を埋め込み三脚３を設置する。このとき、揺
動体２１の重心は、第１の鏡筒１２の軸上で、かつ支軸
Ｘ１１ａ，１１ｂ、支軸Ｙ１３ａ，１３ｂよりも下方と
なっているので、第１の鏡筒１２の中心線は、初期状態
で鉛直線に対して傾いていても、揺動体２１が自重によ
り揺動することにより、鉛直線に自動的に一致する。

【００３５】従って、受信アンテナ１４は、特別な調整
を行うことなく、水平を容易に保つことが可能となる。

【００３６】また、受信アンテナ１４の開口部１４ａに
配置された魚眼レンズ１５には、受信アンテナ１４の高
さの水平面よりも上方からの光が入射する。この入射光
は、レンズ側光学系１６により屈折されて平行光とな
り、さらにハーフミラー２５により偏向され、結像用光
学系２２によりカメラ２４の受像面に結像される。

【００３７】一方、地面方向からの入射光は、ポイント
側光学系１９により屈折されて平行光となり、プリズム
２６により屈折され、さらに固定全反射ミラー２７によ
り反射される。固定全反射ミラー２７で反射された平行
光は、ハーフミラー２５を透過して結像用光学系２２に
入射され、カメラ２４の受像面に結像される。

【００３８】従って、カメラ２４により得られる画像
は、図４に示すとおり、水平に保持された受信アンテナ
１４の周囲３６０度の天空方向の風景と、受信アンテナ
１４の直下の地面２に埋めこまれたマーカ１の画像とを
合成した画像となる。なお、図４に示した画像では、画
像中心からマーカ１の中心がずれているが、これは受信
アンテナ１４の中心（魚眼レンズ１５の光軸）がマーカ
１の真上からずれているためである。

【００３９】このように、受信アンテナ１４が測定ポイ
ントを示すマーカ１の真上に位置していない場合には、
測位データに誤差が生じるので、受信アンテナ１４の位
置をマーカ１の真上になるように調整する必要がある。
この場合、Ｘ軸駆動モータ８及びＹ軸駆動モータ９を駆
動することにより、移動台７が基台４に対して水平方向
に変位される。

【００４０】このような調整を行うことにより、図５に
示すように、カメラ２４により得られる画像の中心にマ
ーカ１の中心を一致させる。これにより、受信アンテナ
１４をマーカ１の真上に容易かつ正確に位置決めするこ
とができる。

【００４１】上記のように、受信アンテナ１４は測定ポ
イントを示すマーカ１の真上に水平に位置決めされるの
で、この状態でカメラ２４により得られる画像データを
基に、建造物、樹木、地勢など、衛星からの電波を遮蔽
する障害物によるカーテン情報が算出される。そして、
天空を移動する複数の衛星からの電波が障害物により遮
られないように、衛星の運行軌跡に合わせて受信時刻、
即ち測位時刻が求められる。この後、求めた最適な測位
時刻に衛星から受信した電波を解析することにより、測
定ポイントの位置を正確に測量することが可能となる。

【００４２】このように、測位を行う測定ポイントに装
置を設置するのみで、受信アンテナ１４を水平に保つこ
とが可能であり、さらに測定ポイントを示すマーカ１の
真上に受信アンテナ１４を容易にかつ正確に位置決めで
きるので、測位準備の効率を向上させることができると
ともに、測位結果の精度を向上させることができる。

【００４３】また、受信アンテナ１４の中央部には開口
部１４ａが設けられており、その開口部１４ａに魚眼レ
ンズ１５が配置されているため、受信アンテナ１４自身
が魚眼レンズ１５の視野を狭めることがなく、より広い
範囲でカーテン情報を採取することができ、測位準備の
効率を向上させることができる。

【００４４】なお、上記実施の形態１においては、揺動
体２１の重心位置を下げるためにバラスト２０を用いた
が、重心位置が第１の鏡筒１２の中心線上で揺動中心よ
りも下にあれば、バラスト２０は用いなくてもよい。

【００４５】また、受信アンテナ１４の水平方向の位置
決めをする場合、カメラ２４により得られる画像を確認
しながら、オペレータがＸ軸駆動モータ８及びＹ軸駆動
モータ９を操作すればよい。さらに、カメラ２４により
得られる画像データを画像処理することにより、マーカ
１の中心の画像中心からのずれを算出し、ずれに応じた
時間だけＸ軸駆動モータ８及びＹ軸駆動モータ９を自動
的に駆動させてもよく、位置決めをさらに容易にするこ
とができる。

【００４６】実施の形態２．次に、図６はこの発明の実
施の形態２によるＧＰＳ測位装置の要部断面図である。
図において、偏向手段３１は、可動全反射ミラー３２、
プリズム２６及び固定全反射ミラー２７を有している。
プリズム２６及び固定全反射ミラー２７は、ポイント側
光学系１９からの平行光を結像用光学系２２へ導く。

【００４７】可動全反射ミラー３２は、レンズ側光学系
１６からの平行光を結像用光学系２２へ反射させる反射
位置（図の実線）と固定全反射ミラー２７から結像用光
学系２２へ進む平行光の光路から外れた待避位置（図の
２点鎖線）との間で、軸３３を中心として回動変位可能
となっている。他の構成は、実施の形態１と同様であ
る。

【００４８】このようなＧＰＳ測位装置では、可動全反
射ミラー３２を回動させることにより、レンズ側光学系
１６からの平行光及びポイント側光学系１９からの平行
光のいずれか一方が選択的に結像用光学系２２に導かれ
る。即ち、可動全反射ミラー３２を反射位置に回動させ
ることにより、受信アンテナ１４の周囲の風景の画像が
カメラ２４で得られる。また、可動全反射ミラー３２を
待避位置に回動させることにより、マーカ１の画像がカ
メラ２４で得られる。

【００４９】従って、受信アンテナ１４の水平方向の位
置決めを行う際には、可動全反射ミラー３２を待避位置
に回動させ、マーカ１の画像を画像中心に一致させる。
この後、可動全反射ミラー３２を反射位置に回動させ、
カーテン情報を採取すればよい。

【００５０】このようなＧＰＳ測位装置によれば、実施
の形態１と同様に、測位準備の効率を向上させることが
できるとともに、測位結果の精度を向上させることがで
きる。また、受信アンテナ１４の周囲の風景の画像とマ
ーカ１の画像とのいずれか一方が選択的にカメラ２４で
得られるので、マーカ１の画像をより明確に認識するこ
とができ、画像処理により位置ずれ量を求める際の精度
を向上させることができる。さらに、カーテン情報から
最適測位時刻を算出する際に、マーカ１の画像が邪魔に
ならず、測位時刻の算出を容易にすることができる。

【００５１】実施の形態３．次に、図７はこの発明の実
施の形態３によるＧＰＳ測位装置を示す斜視図である。
図において、ポイント側光学系１９の下部には、モータ
３５と、このモータ３５によって回転されるフライホイ
ール３６とが支持されている。モータ３５及びフライホ
イール３６は、マーカ１側からポイント側光学系１９へ
の光の入射を許容するように構成されている。フライホ
イール３６は、第２の鏡筒１８の中心線及びポイント側
光学系１９の光軸を延長した軸線（Ｚ軸）を中心として
回転される。他の構成は、実施の形態１と同様である。

【００５２】このようなＧＰＳ測位装置では、マーカ１
の上に受信アンテナ１４を設置する際、モータ３５によ
りフライホイール３６を高速で回転させる。これによ
り、揺動体２１にはジャイロ剛性が生じるので、受信ア
ンテナ１４の位置決め中や測位中に、受信アンテナ１４
や鏡筒４などに風等の外乱を受けても、揺動体２１の姿
勢（軸位置）が保たれ、受信アンテナ１４を常に水平に
保つことが可能となり、高精度な測定を行うことが可能
となる。

【００５３】なお、上記実施の形態３では、モータ３５
によりフライホイール３６を揺動体２１の下端部に配置
したが、取付位置は特に限定されない。

【００５４】実施の形態４．次に、図８はこの発明の実
施の形態４によるＧＰＳ測位装置の要部断面図である。
図において、第１の鏡筒１２は、鏡筒外筒４１と、この
鏡筒外筒４１内に収容されている鏡筒内筒４２と、鏡筒
外筒４１と鏡筒内筒４２との間に設けられている複数の
軸受４３とを有している。鏡筒内筒４２は、鏡筒外筒４
１に対して軸方向に摺動可能になっている。これによ
り、第１の鏡筒１２の長さ（高さ）は、調整可能になっ
ている。

【００５５】受信アンテナ１４、魚眼レンズ１５及びレ
ンズ側光学系１６は、鏡筒内筒４２の上端部に搭載され
ている。鏡筒外筒４１の上端部には、伸縮駆動モータ４
４が搭載されている。伸縮駆動モータ４４には、伸縮駆
動モータ４４により回転されるピニオン４５が設けられ
ている。鏡筒内筒４２の側面には、ピニオン４５が噛み
合うラック部４２ａが設けられている。他の構成は、実
施の形態１と同様である。

【００５６】このようなＧＰＳ測位装置では、上記実施
の形態１と同様に、測定ポイントを示すマーカ１の真上
に受信アンテナ１４を水平に位置決めし、カーテン情報
を算出する。このとき、受信アンテナ１４の周囲に障害
物が多数あり、衛星からの電波の受信が困難と判断され
た場合は、伸縮駆動モータ４４を回転駆動して、鏡筒内
筒４２を上昇させ、受信アンテナ１４の設置位置を上昇
させる。

【００５７】受信アンテナ１４の設置位置を高くするこ
とにより、衛星からの電波を遮蔽する障害物は相対的に
減少するので、衛星からの電波を受信し易くなる。この
とき、鏡筒内筒１４の上昇によりレンズ側光学系１６か
ら結像用光学系２２までの距離が拡大するが、魚眼レン
ズ１５に入射する光は、レンズ側光学系１６により屈折
され平行光となっているので、結像用光学系２２により
カメラ２４の受像面に正しく結像され、カーテン情報を
正確に得ることが可能となる。

【００５８】このように、測定ポイントの周囲に衛星か
らの電波を遮断する障害物が多数ある場合でも、第１の
鏡筒１２を伸ばし、受信アンテナ１４の設置位置を簡単
に上昇させることができるので、受信アンテナ１４の設
置が容易となり、測位を速やかに行うことが可能とな
る。

【００５９】ここで、鏡筒内筒４ｂの上昇に伴い、揺動
体２１の鉛直方向の重心も上昇するが、この重心位置
は、鏡筒内筒４２を最大限上昇させた場合にも揺動中心
より下方に位置するように設定されている。従って、受
信アンテナ１４を容易に水平に保つことができる。ま
た、重心位置を調整するためには、実施の形態１で示し
たバラスト２０の付加が有効である。

【００６０】なお、上記実施の形態４では、第１の鏡筒
１２を２重管構造としたが、３重管以上の多重管構造と
してもよい。

【００６１】また、上記実施の形態４では、鏡筒内筒４
２への駆動力の伝達を、ラック部４２ａとピニオン４５
とにより行う構成としたが、これに限定されるものでは
なく、例えばベルトとプーリ、棒ねじとナット、又はリ
ニアモータ等を用いてもよい。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のＧＰＳ
測位装置は、魚眼レンズからの光と測定ポイントからの
光とをそれぞれ平行光として結像用光学系に導き、受信
アンテナの周囲の風景の画像と、測定ポイントの画像と
を撮像手段で得るようにしたので、測定ポイントの真上
に受信アンテナを容易にかつ正確に位置決めで、測位準
備の効率を向上させることができるとともに、測位結果
の精度を向上させることができる。

【００６３】また、ハーフミラーを有し、レンズ側及び
ポイント側光学系からの平行光を合成して結像用光学系
に導く偏向手段を用いたので、測位準備の効率を向上さ
せることができる。

【００６４】さらに、変位可能な可動全反射ミラーを有
し、レンズ側光学系からの平行光及びポイント側光学系
からの平行光のいずれか一方を選択的に結像用光学系に
導く偏向手段を用いたので、測位準備の効率を向上させ
ることができる。。

【００６５】さらにまた、受信アンテナ、魚眼レンズ、
レンズ側光学系及びポイント側光学系を支持する移動台
を、水平駆動機構により水平方向へ変位させるようにし
たので、測位準備の効率を向上させることができる。

【００６６】また、この発明のＧＰＳ測位装置は、受信
アンテナの中央部に開口部を設け、その開口部に魚眼レ
ンズを配置したので、受信アンテナ自身が魚眼レンズの
視野を狭めることがなく、より広い範囲でカーテン情報
を採取することができ、測位準備の効率を向上させるこ
とができる。

【００６７】さらに、この発明のＧＰＳ測位装置は、受
信アンテナと魚眼レンズと撮像手段とを有する揺動体
を、互いに直交する水平な２軸を中心として揺動自在に
基台に支持させ、しかも揺動体の鉛直方向の重心を、魚
眼レンズの光軸上で２軸よりも下方に位置させ、さらに
受信アンテナを魚眼レンズの光軸に直角に配置したの
で、測定ポイントに装置を設置するのみで、受信アンテ
ナを水平に保つことが可能であり、測位準備の効率を向
上させることができるとともに、測位結果の精度を向上
させることができる。

【００６８】さらにまた、揺動体の重心位置を調整する
ためのバラストを揺動体に設けたので、揺動体の重心位
置を容易に最適に調整することができ、受信アンテナを
より確実に水平に保つことができる。

【００６９】また、魚眼レンズの光軸を中心として回転
可能なフライホイールと、このフライホイールを回転さ
せるモータとを揺動体に設けたので、フライホイールの
回転によるジャイロ剛性が生じ、これにより揺動体の姿
勢を安定して保つことができ、高精度な測定を行うこと
が可能となる。

【００７０】さらに、この発明のＧＰＳ測位装置は、伸
縮可能な重管構造を有する鏡筒を用い、鏡筒を伸縮させ
ることにより、受信アンテナ、魚眼レンズ及びレンズ側
光学系の高さを調整可能としたので、測定ポイントの周
囲に衛星からの電波を遮断する障害物が多数ある場合で
も、鏡筒を伸ばし、受信アンテナの設置位置を簡単に上
昇させることができ、測位準備の効率を向上させること
ができるとともに、測位結果の精度を向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１によるＧＰＳ測位装
置を示す斜視図である。

【図２】図１の要部を拡大して示す斜視図である。

【図３】図１の要部断面図である。

【図４】図３のカメラにより得られる画像の一例を示
す説明図である。

【図５】図４のマーカが画像中心に位置するように調
整した後の状態を示す説明図である。

【図６】この発明の実施の形態２によるＧＰＳ測位装
置の要部断面図である。

【図７】この発明の実施の形態３によるＧＰＳ測位装
置を示す斜視図である。

【図８】この発明の実施の形態４によるＧＰＳ測位装
置の要部断面図である。

【図９】従来のＧＰＳ測位装置の一例の断面図であ
る。

【図１０】図９のカメラにより撮影された風景の一例
を示す説明図である。

【符号の説明】

４基台、７移動台、１１ａ，１１ｂ支軸Ｙ、１２
第１の鏡筒、１３ａ，１３ｂ支軸Ｘ、１４受信ア
ンテナ、１４ａ開口部、１５魚眼レンズ、１６レ
ンズ側光学系、１９ポイント側光学系、２０バラス
ト、２１揺動体、２２結像用光学系、２３，３１
偏向手段、２４カメラ（撮像手段）、２５ハーフミ
ラー、３２可動全反射ミラー、３５モータ、３６
フライホイール。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定ポイントの上方に水平に配置される
ＧＰＳ用の受信アンテナ、この受信アンテナの周囲からの光が入射される魚眼レン
ズ、この魚眼レンズを透過した光を平行光にするレンズ側光
学系、このレンズ側光学系の光軸の延長線上に配置され、上記
測定ポイント側から入射される光を平行光にするポイン
ト側光学系、上記レンズ側及びポイント側光学系からの平行光を結像
面に結像する結像用光学系、上記レンズ側及びポイント側光学系からの平行光を上記
結像用光学系に導く偏向手段、及び上記結像面に設けら
れている撮像手段を備えていることを特徴とするＧＰＳ
測位装置。
【請求項２】偏向手段は、ハーフミラーを有し、レン
ズ側及びポイント側光学系からの平行光を合成して結像
用光学系に導くことを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ
測位装置。
【請求項３】偏向手段は、変位可能な可動全反射ミラ
ーを有し、レンズ側光学系からの平行光及びポイント側
光学系からの平行光のいずれか一方を選択的に結像用光
学系に導くことを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ測位
装置。
【請求項４】基台、水平方向へ変位可能に上記基台に支持され、受信アンテ
ナ、魚眼レンズ、レンズ側光学系及びポイント側光学系
を支持する移動台、及び上記移動台を水平方向へ変位さ
せる水平駆動機構をさらに備えていることを特徴とする
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のＧＰＳ測位
装置。
【請求項５】中央部に開口部を有し、測定ポイントの
上方に水平に配置されるＧＰＳ用の受信アンテナ、上記開口部に配置され、上記受信アンテナの周囲からの
光が入射される魚眼レンズ、及びこの魚眼レンズを透過
した光を受け撮像する撮像手段を備えていることを特徴
とするＧＰＳ測位装置。
【請求項６】測定ポイントの上方に設置される基台、
及びＧＰＳ用の受信アンテナと、この受信アンテナの周
囲からの光が入射される魚眼レンズと、この魚眼レンズ
を透過した光を受け撮像する撮像手段とを有し、互いに
直交する水平な２軸を中心として揺動自在に上記基台に
支持されている揺動体を備え、上記揺動体の鉛直方向の
重心が、上記魚眼レンズの光軸上で上記２軸よりも下方
に位置しており、上記受信アンテナは、上記魚眼レンズ
の光軸に直角に配置されていることを特徴とするＧＰＳ
測位装置。
【請求項７】揺動体は、その重心位置を調整するため
のバラストをさらに有していることを特徴とする請求項
６記載のＧＰＳ測位装置。
【請求項８】揺動体は、魚眼レンズの光軸を中心とし
て回転可能なフライホイールと、このフライホイールを
回転させるモータとをさらに有していることを特徴とす
る請求項６又は請求項７に記載のＧＰＳ測位装置。
【請求項９】中心線が鉛直となるように測定ポイント
の上方に配置されている鏡筒、この鏡筒の上端部に水平に搭載されているＧＰＳ用の受
信アンテナ、上記鏡筒の上端部に搭載され、上記受信アンテナの周囲
からの光が入射される魚眼レンズ、上記鏡筒の上端部に搭載され、上記魚眼レンズを透過し
た光を平行光にするレンズ側光学系、このレンズ側光学系及び上記鏡筒内を通過した平行光を
結像面に結像する結像用光学系、及び上記結像面に設け
られている撮像手段を備え、上記鏡筒は、伸縮可能な重
管構造を有しており、上記鏡筒を伸縮させることによ
り、上記受信アンテナ、上記魚眼レンズ及び上記レンズ
側光学系の高さが調整可能になっていることを特徴とす
るＧＰＳ測位装置。