JP2008286768A - 測量システムおよび測量方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 測量において、測量地点への早い移動、効率的な測量地点の選択、必要時にはその測量現場での再測量の実施、測量精度の向上、測量ミス等の防止、総合的に早い測量等々、優れた側量システムおよび測量方法の提供が望まれている。
【解決手段】 ＧＰＳ受信アンテナと光反射手段と標尺とを有する測量スタッフを用いた測量システムであって、通信基地局との無線通信手段で送受信が可能であると共に少なくとも位置表示が可能な表示手段を有する端末を含み、前記端末は、前記測量スタッフと関係づけられていると共に前記測量スタッフを用いて測量されて得られた測量データを前記無線通信手段により前記基地局へ送信可能であり、前記基地局からの測量すべき位置表示の信号を前記端末が受信して、前記表示手段に表示する測量システム。
【選択図】図１１

Description

本発明は、新規な測量システムおよび測量方法に関するもので、測量効率が大幅に改良され、正確なデータが得られると共にデータの取り扱いに安心できる等種々改良された測量システムと測量方法に関するものである。

典型的な従来の測量は、観測作業を終了した後に、測量データを事務所に持ち帰って計算、解析を行うことが行われていた。この場合、非常に時間がかかることと、更に結果として、再測量が必要になったときに、再度、現地に赴き、同じ観測作業を繰り返すことが必要になり、時間の浪費と、測量コストを上げることになることになっていた。

更に、人為的なデータミス等により、測量結果の精度に影響を与えることもあり、結果を早く求められる測量方法であって、精度向上、低コスト、再測量のために全体の再行動を不要とする等の測量方法が望まれていた。

これに対して、特許文献１あるいは特許文献２に記載されたように、通信ネットワークを介して測量データを現場と事務所との間で、送受信して、前記典型的な従来の測量を改善し、作業者が事務所に帰る前に結果を計算するということが提案されていた。
特開平 １０−２６７６５６ 特開２００２−１７４５１７

しかし、測量において、特許文献１および特許文献２の測量よりも優れ、測量地点への早い移動、効率的な測量地点の選択、必要時にはその測量現場での迅速な再測量の実施、測量精度の向上、測量ミス等の防止、総合的に早い、正確な測量等々、優れた測量システムおよび測量方法の提供が望まれている。

本発明等は、これら従来の要望を満足させるべく努力した結果、第一の手段として、ＧＰＳ受信アンテナと光反射手段と標尺とを有する測量スタッフを用いた測量システムであって、通信基地局との無線通信手段で送受信が可能であると共に少なくとも位置表示が可能な表示手段を有する端末を含み、前記端末は、前記測量スタッフと関係づけられていると共に前記測量スタッフを用いて測量されて得られた測量データを前記無線通信手段により前記通信基地局へ送信可能であり、前記通信基地局からの測量すべき位置表示の信号を前記端末が受信して、前記表示手段に表示する測量システムを提供するものである。

更に、前記測量スタッフが複数の測量スタッフである前記第一の手段を第二の手段として提供し、前記測量すべき位置表示が、前記測量スタッフを置くべき位置を表示する前記第一の手段または第二の手段に記載の測量システムを第三の手段とする。

また、前記端末に関係づけられた測量装置を有する前記第一乃至第三のいずれかに記載の測量システムを第四の手段とし、前記測量スタッフは、前記測量装置に関係づけられている第四の手段の測量システムを第五の手段とし、前記測量スタッフの前記標尺がデジタル方式の部分を含み、前記スタッフの長手方向に垂直な断面が少なくとも前記標尺を有する部分で正多角形あるいは円であり、前記長手方向の中心軸周り３６０度に対して、約１２０度以下で前記標尺スタッフを整数分割して、それぞれの分割面に、同一あるいはほぼ同一の前記標尺を有する前記第一の手段乃至第五の手段のいずれかに記載の測量システムを第六の手段として提供するものである。

更には、前記端末が主端末と副端末とから構成され、前記副端末は前記測量スタッフ近くに配置され、前記主端末は、前記測量装置の近くに配置され、前記副端末と前記主端末は無線通信が可能であり、少なくとも前記副端末に前記位置表示手段を有する前記第四の手段または第五の手段のいずれかに記載の測量システムを第七の手段とする。

また、ＧＰＳ受信アンテナと光反射手段と標尺とを有する測量スタッフを用いた測量方法であって、通信基地局との無線通信手段で送受信が可能であると共に少なくとも位置表示が可能な表示手段を有する端末を用い、前記端末は、前記測量スタッフと関係づけられており、前記測量スタッフを用いて測量されて得られた測量データを前記無線通信手段により前記端末から前記通信基地局へ送信する工程を含み、前記通信基地局からの測量すべき位置表示の信号を前記端末が受信して、前記表示手段に表示する工程を含む測量方法を第八の手段として提供する。

そして、前記端末に関係づけられた測量装置と、前記測量装置に関係づけられた複数の測量スタッフとを含む前記第八の手段の測量方法を第九の手段とし、前記測量スタッフの前記標尺がデジタル方式の部分を含み、前記スタッフの長手方向に垂直な断面が少なくとも前記標尺を有する部分で正多角形あるいは円であり、前記長手方向の中心軸周り３６０度に対して、約１２０度以下で前記標尺スタッフを整数分割して、それぞれの分割面に、同一あるいはほぼ同一の前記標尺を有する前記第八または第九の手段の測量方法を第十の手段とする。

また、前記端末が主端末と副端末とから構成され、前記副端末は前記測量スタッフ近くに配置され、前記主端末は、前記測量装置の近くに配置され、前記副端末と前記主端末は無線通信が可能であり、少なくとも前記副端末に前記位置表示手段を有する前記第十の手段の測量方法を第十一の手段として提供する。

本発明は、通信基地局と測量現場とで、測量データの交信をするだけでなく、測量位置として例えば、測量装置の位置、測量者の位置、測量作業者の位置等々の位置の表示も可能であるために、測量現場への効率的な移動、測量配置の効率的な実施、測量機器の効率的な配置等が可能になり、前記通信基地局を管理の中心として、一義的に混乱しない効率的な測量管理が行われる上に、正確な測量が可能になる特徴を有する。

更には、各手段によって、更なる効果が得られ、前記通信基地局で、測量データの解析、分析が行われ、総合的管理から、例えば、測量装置の不意な移動、データの読み取りミス、データ入力ミス、電池切れ等、必要により、再測量が必要な場合には、その旨の表示がされた位置により、即に適切な測量スタッフの位置が決定され、正確な測量が早く行われる等々、種々の優れた効果を有し、以下の記載から、更に発明の効果が明確にされる。

特許文献１および特許文献２に記載された測量方法では、測量精度向上のために、ＧＰＳ受信装置を有する測量装置としてトータルステーションが使われることがあったが、この方式のトータルステーションには欠点があり、本発明者等は、その改良のために、特願２００５−３７９８８０で提案したようにＧＰＳ受信アンテナを有する測量スタッフが非常に有用であることを見出した。

前記測量スタッフは、基本的には、ＧＰＳ受信アンテナと、光反射手段と、標尺とを有する測量スタッフをスタッフ例１とし、スタッフ例２として、最上位に前記ＧＰＳ受信アンテナを有し、前記ＧＰＳ受信アンテナと前記標尺との間に前記光反射手段を有する前記測量スタッフを提供している。更にスタッフ例３において、前記標尺がバーコード等のデジタル方式で表示された標尺あるいは前記デジタル方式の標尺を含む標尺であるスタッフ例１または２を提供している。また、スタッフ例４において、最上位に前記ＧＰＳ受信アンテナを有し、前記光反射手段が前記標尺上を移動可能に構成したスタッフ例１または３の測量スタッフを提供している。

また、スタッフ例５で、前記測量スタッフの長手方向に垂直な断面が、少なくとも前記標尺を有する部分で、楕円を含む円形あるいは多角形、好ましくは正多角形あるいは円であるスタッフ例１乃至４のいずれかに記載の測量スタッフを、そして、スタッフ例６で、前記測量スタッフの長手方向の中心軸周り３６０度に対して、約１２０度以下で前記スタッフ表面を整数分割し、それぞれの分割面に、同一、あるいは、ほぼ同一の前記標尺を有するスタッフ例１乃至５の測量スタッフを提供する。

更には、スタッフ例７において、前記光反射手段の少なくとも一部として、光を入射させたときに同一あるいはほぼ同一の方向に反射する反射面であって表面に標尺を有する前記反射面を、前記スタッフの表面に設けたスタッフ例１乃至６のいずれかに記載の測量スタッフを提供し、スタッフ例８では、前記反射面が反射シートの表面であって、前記反射シートの裏面に接着面を有する前記反射シートであるスタッフ例７の測量スタッフを提供する。また、スタッフ例９では、前記ＧＰＳ受信アンテナからの信号を伝える導線を内部に有するスタッフ例１乃至８のいずれかに記載の測量スタッフを提供する。

スタッフ利用例１０において、ＧＰＳ受信アンテナと、光反射手段と、標尺とを有する測量スタッフを用い、前記ＧＰＳ受信アンテナからの信号を利用して、位置の第一の情報と高さの第二の情報を得るとともに、同時あるいはほぼ同時に、前記光反射手段を利用して、位置の第三の情報を得、前記標尺を利用して、高さの第四の情報を得て、前記第一の情報と前記第三の情報を比較して、また、前記第二の情報と前記第四の情報を比較して位置と高さを確定する測量方法を提供する。

また、スタッフ利用例１１で、ＧＰＳ受信アンテナと、光反射手段と、標尺とを有する測量スタッフを用いて後方交会法で測量する測量方法を提供し、スタッフ利用例１２として、スタッフ利用例１０の測量方法を後方交会法で行う測量方法を提供し、スタッフ利用例１３以降として、スタッフ例２乃至９のいずれかに記載の前記測量スタッフを用いて、スタッフ例１０乃至１２のいずれかに記載の測量方法を実行する種々の測量方法を提供する。

前記ＧＰＳ受信アンテナは、市販されているものが用いられるが、感度がよく、重量が少ないものが選択される。前記ＧＰＳ受信アンテナからの導線は、前記したように、前記測量スタッフの中を通しておくことが好ましく、下端をＧＰＳ受信機に接続できるように構成することが望ましい。あるいは、無線で、前記ＧＰＳ受信アンテナから前記ＧＰＳ受信機に送信する方式も選択できる。前記無線を使用する場合は、前記ＧＰＳ受信アンテナ部に、ＧＰＳ受信回路と、受信した信号を離れた位置に設置された別の受信装置に送信する発信回路を組み込むと良い。

前記光反射手段は、入射した光を入射方向と同一あるいはほぼ同一の方向に反射する手段であって、反射鏡特に平面反射鏡が最も一般的であるが、プリズムあるいは前記プリズムを組み合わせた複数のプリズムが、測量の分野では、多く用いられている。前記反射手段は、前記ＧＰＳ受信アンテナと前記標尺との間に固定、あるいは好ましくは、前記測量スタッフの長手方向の中心軸周りに回動可能に配設されるが、測量方法によっては、前記光反射手段は、前記標尺上を滑動するように、移動可能に構成し、高さを変化できるように構成することも望ましい。本発明において、前記光反射手段として、更に好ましくは、光を入射させたときに同一あるいはほぼ同一の方向に反射する公知の反射シート（例えば、ソキア社製反射シート）を前記測量スタッフ表面に設け、前記標尺の表面に前記反射シートを設けた測量スタッフも、前記光反射手段の移動がなく、その取り扱いが容易なことで、好ましく用いられる。また、前記移動可能な反射鏡と前記反射シートとの組み合わせも、状況に応じて、前記反射鏡の移動を選択するか前記反射シートの利用を選択するかの自由度があって、状況に応じて最適に対応できる利点を有する。

前記標尺は、従来の標尺が用いられる。例えば、高さを表示する目盛りと数字からなるいわゆる物差し目盛りで表示するアナログ形式の表示、あるいは、バーコード表示のようなデジタル表示が用いられ、これらは、前記特許文献等に記載されている。アナログ方式の表示も一般的に用いられるが、好ましくは、前記バーコードのようなデジタル方式で表示されたものも誤読を防止する意味で好ましく、これらも、前記特許文献等に記載されている。前記バーコードとして、一次元のものが一般的であり、レベルと通称される水準測量器で、自動読み取りが可能となっている。さらに、このデジタル方式では、例えば点の大きさと数とこれらの組み合わせからなる表示のような二次元のものも好ましく用いられる。特に、標尺の判別能力は、二次元のものの方が優れている。また、前記標尺が前記デジタル表示を含み、前記アナログ表示と併用された標尺も、両方の利点を活用できて望ましい。

前記測量スタッフは、長手方向に垂直な断面が、少なくとも前記標尺を有する部分で、好ましくは正多角形あるいは円であり、強度が高く、丈夫で、安定し、取り扱いが簡単な効果を有する。特に、製造の観点、取り扱いの容易さの観点では、円が最も望ましい。また、前記測量スタッフの長手方向の中心軸周り３６０度に対して、約１２０度以下で前記スタッフ表面を整数分割し、それぞれの分割面に、同一、あるいは、ほぼ同一の前記標尺を有する。前記分割は、分割線が前記長手方向に沿うように行われ、前記標尺は、前記分割線に沿って、高さ表示が変化するように設けられる。

したがって、前記測量スタッフは、基準面に対して、垂直に立てられたときに、組み合わせられる水準測量が可能な装置から測量する際に、前記スタッフを長手方向の中心軸を中心に一回転させると、同一の高さでは、同一あるいはほぼ同一の標尺面が３個以上観察できることになり、どの方向からも、測量可能となる。ただし、測量方向によって、多少標尺のパターンが変形するが、この変化に対応する補正回路（第１の補正手段）をあらかじめ、前記装置に組み込むか、別途独立に用意することによって、簡単に補正できる。さらに、前記スタッフが基準面に垂直でないときの変形パターンを補正する回路（第２の補正手段）を用いて、前記測量スタッフが基準面に垂直でなくても、あたかも垂直であるように扱うことができる。

前記測量スタッフの前記断面が、正多角形あるいは円の場合は、前記第一の補正手段が簡単になるが、辺の長さが異なる多角形あるいは楕円の場合は、少なくとも前記第一の手段が複雑になる。前記正多角形が正三角形の場合は、整数分割する角度に関して、１２０度あるいは６０度等の選択があるが、好ましくは、前記正多角形の角が前記分割箇所になることが望ましいので、１２０度が最も好ましい。また円の場合、分割角度は大きくても１２０度が好ましい。

前記スタッフ素材は、従来知られているものが用いられるが、強度、軽さ等の観点で、アルミニウムあるいはアルミニウム合金を基本とする素材、または、炭素樹脂あるいは例えば、炭素のナノ粒子を含む樹脂、グラスファイバーのような樹脂も素材として好ましい。また、落雷の危険防止等の観点からは絶縁性プラスチック素材も用いられる。そして、前記スタッフは、従来知られているように、伸縮可能に構成され、その構造は、太いスタッフに順次細くなるスタッフを組み合わせて、前記太いスタッフに前記細いスタッフを順次入れ込んで重ね収納することによって伸縮可能に構成される。使用時に例えば細いスタッフの方から引き出し、十分延伸して使用する。

前記ＧＰＳ受信アンテナからの信号は、前記受信機で無線または有線で受信されるが、前記受信機は、前記水準測量器に設けるあるいは前記測量装置に設けることもできる。特に有線の場合は、測量補助者の近くに置ける型の受信機が好ましく、前記受信機から、無線で、前記各装置に内蔵される、あるいは、前記各装置の脇に設置された別の受信機に送信できることが望ましい。この場合、前記各装置と前記測量スタッフの距離の設定が自由になる利点がある。この場合、前記測量補助者が楽に取り扱えるように小型受信機が望ましく、好ましくは、前記測量補助者の腰に取り付ける型のものが良い。

本発明にかかる前記測量スタッフを用いて、測量する場合、種々の応用が可能である。基本的には、基準点で、基準面に垂直に立てられた前記測量スタッフを別位置の例えば測量装置で測量し、前記測量装置の位置と高さを測量した後、測量すべき任意の位置に前記測量スタッフを基準面に垂直に立てて、前記測量装置で、位置と高さを測量して、前記任意の位置の水平位置と高さを測量するが、従来のように、高さと位置を別々の時差を持って測量するあるいは、測量後に、結果の総合をするまたは補正をする等のことがなく、同時あるいはほぼ同時に測量可能である。更には、前記測量スタッフと測量位置との間に障害物があっても、位置と高さの測量が可能であるとともに、測量位置の変更が容易にできる利点を有する。

本発明にかかるスタッフ利用例によれば、前記ＧＰＳ受信アンテナからの信号を利用して、位置の第一の情報と高さの第二の情報を得るとともに、同時あるいはほぼ同時に、前記光反射手段を利用して、位置の第三の情報を得、前記標尺を利用して、高さの第四の情報を得て、前記第一の情報と前記第三の情報を比較して、また、前記第二の情報と前記第四の情報を比較して位置と高さを確定する測量方法が行える。したがって、前記のように、途中に障害物があっても、前記ＧＰＳ受信アンテナを利用して、前記第一の情報と前記第二の情報が得られるので、一応の位置と高さの情報が得られる。前記得られた位置と高さの情報は、用いた測量装置例えば測量装置の位置を変更したときに、同じ位置に立てられた前記測量スタッフを測量して補正可能となる。その間に別の任意の位置の測量が簡単にできる。

前記のように、本発明にかかるスタッフ利用例によれば、前記第一乃至第四の情報が活用できるので、測量精度が高くなると同時に、測量の時差がないので、正確度は向上する。場合によっては、前記第二の情報は、確認のために使用し、補正には使用しないこともありえる。この測量方法を有効活用するには、特に後方交会法においてその効果が著しい。前記後方交会法は、国土交通省国土地理院による公共測量作業規程に定義されたもの（第８９条）であり、最低２箇所の既知点を利用する方法である。

前記後方交会法においては、測量スタッフ等の設置位置が多いので、例えば、従来の反射手段付測量スタッフでは、多くの測量スタッフおよび測量補助者を必要とするか、あるいは測量に相当の時間を有し、且つ、精度が不満足であったが、本発明の方法によれば、これらの問題が解決できる。

本発明にかかる測量スタッフとその利用例は、以上のように構成されるから、組み合わせて使用する水準測量器あるいは測量装置に対してどの方向からも測量可能となり、前記測量スタッフを扱う測量補助者がその扱いが容易になり、測量精度が向上する。更には、前記測量器および／または前記測量装置の自動化が非常にしやすい構成となり、測量の容易さが向上する。また、測量に当たって、一本の前記測量スタッフを同時に種々の方向から測量可能となるので、測量関係者の必要数と必要測量スタッフ数を減じることができて、経済的である。また、本発明にかかるスタッフ利用例は、効率よく、高い精度で測量できる利点を有し、時差による影響もない。

以下、図面を用いて本発明に用いる測量スタッフ例と利用例を詳しく説明すると、図１は、高さを測量する前記した従来の測量方法の一例であって、レベルのような測量装置３をＢ点に設置し、Ａ点に立てられた標尺を有する測量スタッフ１を用いて測量する例である。

簡単に説明すると、基準面４のＣ点（基準点）に立てられた標尺を有する測量スタッフ２の高さを測量しておくと、測量スタッフ１の測量装置３に対する高さを測量すると前記測量スタッフ２に対する測量装置３の高さから、簡単にＡ点の基準面４に対する高さが測量できる。また、測量スタッフ１および２は伸縮自由なもので、反射鏡のような反射手段５および６を適度な高さに位置せしめることにより、基準点Ｃの位置から、測量装置３の位置がわかり、測量点Ａの位置が測量できる。

図２は、前記測量において、図１の測量装置３から測量スタッフ１を測量するときに測量装置３で視認できる標尺の例である。７は、測量装置３からの視野で、視準線８と視準線９との交点が中心になる。一次元バーコード１０を一部利用した標尺で、アナログ方式の表示とデジタル方式の表示を併用した例であって、測量装置３の位置から見た測量用標尺スタッフ１の部分であるが、視認により、高さを測量することができる。しかし、測量装置に自動認識手段（図示せず）を設けておくと、自動的にバーコード１０を読み取って基準面４との比較から、Ａ点の高さを表示することができる。勿論、アナログ表示で高さの視認もできる。

図３は、グラスファイバーを素材とする測量スタッフの１例の正面概念図であり、高さをバーコード表示で有する測量スタッフの標尺部１１の下側先端にベース部１５を有し、反対側の上部先端に支持部１６を有している。前記支持部には、３個のリング１７（図面の裏側にひとつあり）が配設されていて、ワイヤーで、測量点にベース部１５の下端をしっかりと固定する。前記支持部上方に、プリズムを組み合わせたような反射部１３を有する反射手段１２が前記支持部にねじ止めされていて、前記反射手段の上方にねじ止めで、ＧＰＳ受信アンテナ１４が、反射手段が前記測量スタッフの長手方向の中心軸周囲に回動可能に固定されている。

図４は、図３の標尺部１１の一部であり、斜視概念図であって、測量スタッフ１８の長手方向に垂直な断面が円の例である。測量スタッフ１８の表面に中心軸周りにバーコード標尺１９、２０とまた、同一の標尺ひとつが見えない面に設けられている。

図５は、図４の断面を上方から見た平面概念図であり、中心軸Ｚに対して、Ｙ方向とＸ方向とのなす角度（角度ＹＺＸ）が１２０度で、方向Ｖとともに断面の円を３等分している。それぞれの標尺スタッフの面２１に同一の標尺が設けられている。前記断面が正三角形の場合、前記角度は１２０度が好ましいが、前記断面が正方形の場合は、９０度が好ましい。更に辺の数が多い正多角形になると前記角度はもっと小さくなるようにするのが好ましい。この角度が１２０度以下であれば、図１における測量装置３から、任意の位置にある測量スタッフ１の標尺の視認あるいは自動的に高さを判別できることがわかった。

前記測量スタッフの標尺部１１または１８に、反射シート（ソキア社製反射シート）を貼付して、バーコードを印刷したものを用いて、トータルステーション測量装置で、前記同様に測量した結果、Ａ点の位置、高さを測量することができた。結果を前記反射シート貼付部の上方になる前記反射手段１２で測量した結果と比較しても、その精度も十分高いものであった。

図６は、伸縮可能な測量スタッフの例であって、前記測量スタッフは、図３および図４に示すようなものであって、スタッフ２２、２３、２４と順次細くして、スタッフ２２内にスタッフ２３と２４を収納できるようにしてあって、持ち運び時にはコンパクトで使用時に十分な長さを有するようにすることができる。２５は、反射鏡で、測量装置での測量のために用いられ、２６はＧＰＳ受信アンテナである。

図７は、図２と同様な状況で、本発明にかかる他の測量スタッフ例で、標尺部の一部を測量装置で視認した例である。視野２９内に視準線２７と３１を有し、この交点が視野２９の中心である。標尺２８は、二次元バーコード３０を用いて、高さが表示されている。

図８は、図３の変形であって、他例にかかる測量スタッフの正面概念図である。高さをバーコード表示で有する測量スタッフの標尺部３２の下側先端にベース部３６を有し、反対側の上部先端に支持部３７を有している。前記支持部には、３個のリング３８（図面の裏側にひとつあり）が配設されていて、ワイヤーで、測量点にベース部３６の下端をしっかりと固定する。前記支持部上方に、プリズムを組み合わせた型の反射部３４を有する反射手段３３が前記支持部にねじ止めされていて、前記反射手段の上方にねじ止めで、ＧＰＳ受信アンテナ３５が、反射手段が前記測量スタッフの長手方向の中心軸周囲に回動可能に固定されている。

図３のスタッフ例において、ＧＰＳ受信アンテナ１４は、小型の受信回路と発信回路（図示せず）が内蔵されているが、図８においては、ＧＰＳ受信アンテナ３５からの信号は、標尺部３２の下端まで、前記中心軸を空洞にしたものの前記空洞を通して、導線４０で導かれ、受信機３９に接続されている。受信機３９は、発信回路（図示せず）を内蔵していて、図３および図８ともに、前記発信回路から受信された信号が発信されて、図示されていないが、測量装置に用意された別の受信回路で受信され、前記測量装置に内蔵あるいは別体として用意された受信装置に内蔵された補正回路（傾き調整回路、前記中心軸回転角度補正回路等）を介して、比較回路に導かれ、基準点とのデータと比較して、測量点の位置と高さを表示させるように構成されている。

前記測量装置が例えばトータルステーション装置のような場合で、水準を自動的に測量できるものであるときは、図３または図８の標尺の前記視野の前記中心の値を自動的に読み取り、前記測量点の位置と前記高さの前記表示のデータと基準点のデータと自動的に比較して、必要に応じて、各データの修正を行って、精度の高い前記測量点の位置と高さの情報を得るように構成されている。

図９は、本発明に用いる測量スタッフを用いて測量する１利用例であり、平面概念図である。４１は、任意の位置Ｄに設置されたトータルステーションであり、任意の既知点ＥとＦを、図３で説明した前記測量スタッフと前記トータルステーションを使って、前記したように、測量し、前記既知点の位置、高さを測量する。結果として、任意の既知点ＥとＦから任意の位置Ｄの位置、高さを知ることができる。ついで、求める測量点Ｇ、Ｈおよび図示されていないが、Ｉ、Ｊ、等を前記測量スタッフを移動させて前記と同様に順次測量する。このようにして、簡単に後方交会法で測量点Ｇ、Ｈ等を測量できる。

従来の方法で、前記後方交会法を実行すると、既知点の選択に制限があり、更に、測量の際の障害物を考慮し、また、測量補助者と測量スタッフの数も多く必要となりあるいは測量時間が必要になるが、前記利用例では、簡単に測量できるので、少ない測量補助者と少ない測量スタッフで、短い時間で、正確な測量が可能となる。

前記各測量スタッフ例では、反射手段が固定された例であるが、図１０は、前記反射手段を前記標尺部を移動可能に構成した例であって、前記反射手段部分を拡大した図である。デジタル表示の標尺４２上を滑動するように反射手段４３が設けられている。反射手段４３は、反射鏡４５とネジのような位置調整部４４を含んでいる。位置調整部４４を操作し、前記反射手段の滑動を可能にして、前記反射手段を適切な位置に移動せしめて、前記位置調整部で、位置の固定をする。

本発明に用いる測量スタッフとその利用例は以上の通りであって、非常に優れた効果が得られるが、本発明は、この測量スタッフと利用例を用いて、更に、通信基地局との無線通信手段で送受信が可能であると共に少なくとも位置表示が可能な表示手段を有する端末を含み、前記端末は、測量データを前記無線通信手段により前記通信基地局へ送信可能であり、前記通信基地局からの測量すべき位置表示の信号を前記端末が受信して、前記表示手段に表示する測量システムであって、前記端末が前記測量スタッフと関係づけられており、前記測量データは、前記測量スタッフを用いて測量されて得られる測量システム等前記第一の手段乃至第十一の手段に関するものである。

前記通信基地局は、主コンピュータ（含む主記憶装置例えばサーバー）を有していて、更に、前記主コンピュータに接続された送受信可能な無線装置を有しており、必要に応じて、前記主コンピュータに測量計画を記憶させておく。前記測量計画は、前記測量装置および／または前記測量スタッフの配置と位置移動と測量順番等の情報を含み、前記無線装置から必要部分あるいは全部の前記測量計画を前記端末に送信する。送信された前記測量計画と全体の測量計画は前記主コンピュータのディスプレイあるいは前記主コンピュータに接続されたディスプレイに表示され前記端末から送信された測量データを前記無線装置が受信して前記主コンピュータに入力すると前記主コンピュータ内の測量データ分析ソフト等で、計算、解析、分析等を行う。

前記端末からは定時的にあるいは常時あるいは前記測量データを前記通信基地局に送信する際に、位置の情報（簡易データ）が前記通信基地局に送られ、前記ディスプレイ上に前記端末の位置（好ましくは、測量装置の位置、測量スタッフの位置も含む。）が常時もしくは必要時に自動的にあるいは手動による入力で表示され、前記測量計画との一致性を判断でき、測量管理が前記通信基地局でも可能になる。

前記測量データは、前記主コンピュータの所定のエリアに記憶されるが、前記測量データの計算、解析、分析等の結果は、一時的に臨時エリアに保管され、問題ないと判断されると前記所定のエリアに記憶される。問題がある場合は、再測量の指示信号を前記端末に送信し、前記端末が警告音あるいは表示部に警告を表示して、前記端末の前記表示部に再測量を表示する。従って、再測量が迅速に行われる効果がある。

測量のための測量スタッフはＧＰＳ受信が可能であるので、前記測量位置が正確になると同時に、再測量の場合の再測量位置の正確さが非常に向上する。また、前記通信基地局でも、正確な測量点の確認が行われ、従来の測量スタッフに比較して、得られる測量データの正確度、信頼度が著しく向上する。

また、再測量の際に、前記計算、解析、分析等の結果から、測量点を変更した方が良い場合も、前記測量計画の変更と変更済再測量位置を前記端末に伝えて、正確に再測量位置に測量スタッフを移動することができる。

前記測量装置は、測量目的に応じて種々のものが知られているが、総合的な目的では代表的なものとして、トータルステーションがある。好ましくは、前記測量装置は、ＧＰＳ受信が可能なものであって、前記測量装置の位置のデータが得られることが好ましい。更に好ましくは、前記測量スタッフを自動的に測量できる自動測量器が内蔵されたものであり、より好ましくは、前記通信基地局と無線通信可能な送受信回路を内蔵しているものである。更に好ましくは、小型コンピュータを内蔵し、前記端末として機能するものがよい。

前記自動測量器、前記送受信回路、あるいは前記小型コンピュータは別体になっていてもよく、別体であっても、少なくとも前記自動測量器は、前記測量装置に接続されていることが望ましい。また、前記受信回路と前記小型コンピュータは別体でも、一体でもよいが好ましくは、一体のものが取り扱い上好ましく、接続の確実性、誤動作防止の観点から一体のものが望ましい。

本発明において、無線通信とは、許可された波長バンドを使用した無線通信もあるが、無線ＬＡＮ、携帯電話網等の既存の無線通信ネットワークを使うことも含まれる。望ましくは、既存の無線通信ネットワークを利用することが、費用、信頼性で好ましい。

前記端末は、前記測量装置の近く配置されたものあるいは内蔵されたものを含むが、好ましくは、前記測量装置と前記測量スタッフとの両方に配置されて構成される端末であり、主端末と副端末とから構成される。

前記主端末は、いわゆる無線ＬＡＮが可能なパーソナルコンピュータが利用でき、更に携帯電話網が使用できる機能を有するものが好ましく、前記副端末としては、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）として市販されているものが好ましく利用でき、前記主端末を介して、前記副端末が前記通信基地局と交信できることも可能である。更に、前記主端末と前記副端末が交信可能で、前記通信基地局は前記主端末と交信し、必要な情報を前記副端末と交信することも可能である。

前者は、前記測量スタッフを扱う測量補助者と迅速な交信が可能であるが、誤動作等の影響を受けやすく、後者は、前記主端末を扱う測量者との交信になるので、誤動作等を防止することができる。前記副端末は、前記測量補助者の腰等に取り外し自在に装着させて、ＧＰＳのデータを前記主端末あるいは前記通信基地局に常時あるいは定期的にあるいは必要時にボタン操作で送信されるように構成されている。例えば、図５の受信機３９をＧＰＳの信号を受信し、データ表示できるようにし、更に前記副端末と一体化することにより、前記ＧＰＳのデータを得て、送信できるようにも構成できる。

前記主端末および／または前記副端末は、市販のものであれば、ディスプレイ手段をもっていて、多くは液晶画面を有している。前記主端末のディスプレイ手段は、前記通信基地局からの指令の表示、位置あるいは移動位置あるいは移動量・方向の表示ができ、また、前記測量スタッフの位置表示あるいは移動位置の表示ができる等、種々の表示を常時あるいは必要時に同時にあるいは必要情報を表示できるが、測量者の希望に応じた情報を入力により表示することもできる。測量データの表示もできる。

前記副端末のディスプレイ手段も、前記測量スタッフの位置表示、移動すべき位置（移動量、方向等を含む）の表示ができ、前記通信基地局からの指令あるいは前記主端末を介して必要な指令の表示もできる。

前記測量装置の一つに対して、複数の測量スタッフを関係づけられることができ、前記端末は、前記複数の測量スタッフの位置が前記測量装置の前記ディスプレイ手段に表示され、各々の位置の確認ができ、前記通信基地局から指示された順序で測定して順次得られる測量スタッフを用いた測量データを、前記通信基地局に送信することができる。好ましくは、各々の前記測量スタッフに対応した、複数の副端末を有していて、対応する測量補助者が所持するようにし、前記複数の測量スタッフでも、あたかも一個の測量スタッフで説明したように情報の交信、指示ができ、それぞれの前記測量補助者は、前記主端末とあたかも一対一で説明したように扱うことができる。

更には、前記複数の副端末は相互の前記測量スタッフの位置、状態の確認を表示することができるように構成でき、お互いの前記測量補助者の状態に応じながら、お互いが行動することができるので、より、効率的な測量が可能になる。

本発明は、市販の装置を適切に組み合わせて構成できるが、好ましくは、前記したように組み込んで一体化したものが良い場合があり、また、全体を制御するプログラムおよび／またはソフトは、市販の測量用の解析処理等に用いられているプログラムおよび／ソフトが用いられるが、好ましくは、細部を修正して使用した方がよい。

以下、本発明を図面により、実施例を挙げながら、更に具体的に詳しく説明する。図１１は、本発明の測量システムおよび測量方法の概念図である。最小限、通信基地局５１と測量装置６０と標尺部３２を有する測量スタッフから構成される。

通信基地局５１は、無線アンテナ５２に接続された送受信装置５３とこれに接続されたコンピュータ５４とその表示手段（ディスプレイ）５５と前記コンピュータに接続されたサーバー５６を含んでいる。前記コンピュータ５４が無線ＬＡＮのような場合は、無線アンテナおよび前記送受信装置は、無線ＬＡＮ手段に内蔵される。

前記測量装置６０は、トータルステーションで、ＧＰＳ受信機６１と測量機器および前記端末の機能とディスプレイを一体化させた測量部６２を有していて、３本の保持脚６３で安定に配置される。図示はされていないが水準器等の手段を有していて、水面に垂直な方向性を確保されるように調整可能になっている。６４は、前記測量スタッフの標尺部３２を観測できるような光学系で、また、同一のまたは別の光学系で反射手段３３の反射光を用いて前記測量装置の方向性を調整できるようになっており、図示されていないがレーザー発光装置からのレーザーを発光させて反射手段３３からの反射を利用して前記測量装置から前記測量スタッフまでの距離の測定ができるように構成されている。

前記端末の機能は、無線ＬＡＮ手段を有する小型コンピュータをもちいて前記測量部６２とは別体のものにすることができ、その場合は、前記測量部には、前記端末機能を持たないトータルステーションが用いられる。好ましくは、前記小型コンピュータは、有線であるいは赤外線あるいは無線等で前記測量部と接続される。また、前記測量部と前記小型コンピュータが接続されずに測量者が前記測量部の測量データを前記小型コンピュータにインプットしてもよい。種々の実施の態様が適用できる。

前記測量スタッフは、測量装置６０と関係づけられており、第８図の測量スタッフが用いた例である。ただ、受信機３９は、ＧＰＳ受信機能と、前記副端末機能を兼ね備えたものが用いられ、前記測量装置の端末（主端末）と交信可能であると同時にディスプレイを図示はされていないが有するものである。その他の図の番号は、図８で説明したとおりである。

好ましくは、あるいは、一般的には、前記測量スタッフは複数用意され、それぞれの受信機３９は、前記測量装置と交信可能にされ、好ましくは、それぞれの測量スタッフ間でも交信可能とされる。

前記通信基地局には、全体統括測量監督者が少なくともいて、ディスプレイ５５に表示された測量計画および／または地図図面が表示され、前記地図図面には、前記測量装置の配置される位置とその順番および前記測量スタッフが配置される位置とその順番が、複数の測量スタッフの場合は、異なる色で表示されたものを監視する。前記各表示は、好ましくは、送信され、前記測量装置の前記主端末においても同一の画面が見られるか、少なくとも最初の測量位置が表示される。前記測量装置の前記主端末を経由して送信され、前記測量スタッフの前記副端末も同様に少なくとも前記測量スタッフを最初に配置される位置が表示される。

前記測量装置のＧＰＳ受信機６１により得られた前記測量装置の位置情報と前記測量スタッフのＧＰＳ受信アンテナ３５からの位置情報は、簡易データとして常時、前記通信基地局５１のコンピュータ５４に入力され、前記地図画面にそれぞれ異なる形および／または色で、現在の前記測量装置と前記測量スタッフの位置がこのましくは、重ねて表示される。前記副端末からの位置情報は直に前記通信基地局に送信されても、前記主端末を介して送信されてもよい。

もし、前記測量計画による位置と実際の前記測量装置および／または前記測量スタッフの位置がずれていた場合は、それぞれが確認しながら正しい位置に移動可能であると同時に、前記通信基地局からの指令により、指定された場所にそれぞれが移動することもできる。

また、もし、前記測量スタッフの位置に邪魔なものが存在して、その位置での測量が困難であるとか、前記測量装置の位置が実際には、好ましくない状態のときは、前記主端末からおよび／または前記副端末から必要に応じて前記主端末を介して、前記通信基地局に不適切情報を送信し、前記通信基地局の前記全体統括測量監督者が前記測量計画を変更して、新しいそれぞれの測量位置を前記送受信装置５３から前記主端末および／または前記副端末に送信して、新しい測量位置にそれぞれが移動する。このとき、前記通信基地局、前記測量装置、前記測量スタッフ間では、データ、情報の交信に加えて、音声の交信も可能にしておくと、より、行動が正確かつ早くなる。

それぞれの配置が確定し、測量が行われると、その結果の測量データ（詳細データ）が前記測量装置の前記主端末から前記通信基地局に送信され、コンピュータ５４で、解析、分析処理等の結果問題がなければ、サーバー５６に記憶される。しかし、問題があったときには、再測定の指令が前記通信基地局から、前記主端末に送信され、好ましくは音声交信を含めて、再測定が行われる。かかる再測定が迅速に行われるので、無駄な時間、労力をかけないで済むことになる。

前記測量データに問題がない場合は、サーバー５６に前記測量データと解析結果とが記憶され、次の測量配置を前記測量装置と前記測量スタッフに指示することになる。前記測量スタッフが複数の場合は、順次全ての測量スタッフについて、前記の測量の繰り返しを行って、問題がなければ、それぞれの測量スタッフの次の位置への移動を前記通信基地局は、前記同様に無線で指示する。効率的には、最初の測量スタッフの測量が完了したら次の測量スタッフの測量に入ると同時、またはその直前あるいは直後に前記最初の測量スタッフの次の位置への指令と、移動が行われるようにすることが望ましい。

前記測量データは、例えば、場合によって、選択されるが、角度、距離、比高などの測量データ、ＧＰＳ観測データ、観測記録データ（用いた測定方法、観測年月日、時刻、所要時間、作業者、天候、気温、湿度、観測手法等）、現況データ（作業場所周辺の情報、例えば、遮蔽物、交通量、与点の有無等）等々を含む。

図１２は、実際の測量の一実施例であり、６０は、第一の測量装置である。６０−１は、第二の測量装置で第一の測量装置と同一のものを用いた。あるいは、第一の測量装置の測量が終了した後に、測量装置６０を移動して、第二の測量装置とすることもできる。６０−２は、第三の測量装置で、第一の測量装置と同一のものが好ましく、第一の測量装置を移動して用いることもできる。測量装置間の特性の調整を不要にするためには、同一の測量装置を移動して用いるのが好ましいが、測量時間短縮には、同一形式の測量装置を３個用いて、それぞれの相関性を予め調べておき、前記通信基地局のコンピュータに記憶させ、補正させるという方法がある。

７１と７２は、それぞれ河川右岸と左岸であり、７１と７２の間が河川である。複数の測量スタッフと、複数の測量装置を用いて、それぞれが図１１に説明した構成にするときわめて短時間に、正確に広い領域の測量が可能になる。７３乃至８５は測量スタッフである。各測量スタッフは、適応される測量法に従って、適切に配置される。

本発明は、以上のように構成されるから、前記測量スタッフの優れた効果を引き出すと共に、更に、前記測量スタッフの正確な位置と正確な位置への迅速な移動が可能となり、前記通信基地局と前記測量装置間の交信による効果に加えて、非常に能率的、効率的に測量が可能になり、正確度、コスト低減、迅速性等にすぐれるものである。

従来の測量方法の一例である。 測量装置で視認できる測量用スタッフの例である。 本発明に用いる測量用スタッフの一例の正面概念図である。 図３の測量用スタッフの標尺部の一部の斜視概念図である。 図４の平面概念図である。 伸縮可能な測量用スタッフの例である。 標尺に二次元バーコードを用いた例である。 本発明に用いる他の例の測量用スタッフの正面概念図である。 後方交会法の平面概念図である。 移動可能な反射手段の斜視概念図である。 本発明にかかる基本的構成からなる一実施例の概念図である 本発明による測量の一実施例の概念図である。

符号の説明

１ 測量用スタッフ
３ 測量装置
４ 基準面
５ 反射手段
７ 視野
１０ バーコード標尺表示
１１ 測量用スタッフの標尺部
１２ 反射手段
１４ ＧＰＳ受信アンテナ
２４ スタッフ
２５ 反射手段
２６ ＧＰＳ受信アンテナ
３２ 測量用スタッフの標尺部
３３ 反射手段
３５ ＧＰＳ受信アンテナ
３９ ＧＰＳ受信機
４０ 導線
４３ 反射手段
５１ 通信基地局
５３ 送受信装置
５４ コンピュータ
５５ ディスプレイ
６０ 測量装置
６１ ＧＰＳ受信機
６２ 測量部
７１ 河川右岸
７２ 河川左岸
７３ 測量スタッフの位置

Claims (11)

1. ＧＰＳ受信アンテナと光反射手段と標尺とを有する測量スタッフを用いた測量システムであって、通信基地局との無線通信手段で送受信が可能であると共に少なくとも位置表示が可能な表示手段を有する端末を含み、前記端末は、前記測量スタッフと関係づけられていると共に前記測量スタッフを用いて測量されて得られた測量データを前記無線通信手段により前記基地局へ送信可能であり、前記基地局からの測量すべき位置表示の信号を前記端末が受信して、前記表示手段に表示することを特徴とする測量システム。
2. 前記測量スタッフが複数の測量スタッフであることを特徴とする請求項１に記載の測量システム。
3. 前記測量すべき位置表示が、前記測量スタッフを置くべき位置を表示することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の測量システム。
4. 前記端末に関係づけられた測量装置を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の測量システム。
5. 前記測量スタッフは、前記測量装置に関係づけられていることを特徴とする請求項４の測量システム。
6. 前記測量スタッフの前記標尺がデジタル方式の部分を含み、前記スタッフの長手方向に垂直な断面が少なくとも前記標尺を有する部分で正多角形あるいは円であり、前記長手方向の中心軸周り３６０度に対して、約１２０度以下で前記標尺スタッフを整数分割して、それぞれの分割面に、同一あるいはほぼ同一の前記標尺を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の測量システム。
7. 前記端末が主端末と副端末とから構成され、前記副端末は前記測量スタッフ近くに配置され、前記主端末は、前記測量装置の近くに配置され、前記副端末と前記主端末は無線通信が可能であり、少なくとも前記副端末に前記位置表示手段を有することを特徴とする請求項４または５のいずれかに記載の測量システム。
8. ＧＰＳ受信アンテナと光反射手段と標尺とを有する測量スタッフを用いた測量方法であって、通信基地局との無線通信手段で送受信が可能であると共に少なくとも位置表示が可能な表示手段を有する端末を用い、前記端末は、前記測量スタッフと関係づけられており、前記測量スタッフを用いて測量されて得られた測量データを前記無線通信手段により前記端末から前記基地局へ送信する工程を含み、前記基地局からの測量すべき位置表示の信号を前記端末が受信して、前記表示手段に表示する工程を含むことを特徴とする測量方法。
9. 前記端末に関係づけられた測量装置と、前記測量装置に関係づけられた複数の測量スタッフとを含むことを特徴とする請求項８の測量方法。
10. 前記測量スタッフの前記標尺がデジタル方式の部分を含み、前記スタッフの長手方向に垂直な断面が少なくとも前記標尺を有する部分で正多角形あるいは円であり、前記長手方向の中心軸周り３６０度に対して、約１２０度以下で前記標尺スタッフを整数分割して、それぞれの分割面に、同一あるいはほぼ同一の前記標尺を有することを特徴とする請求項８または９のいずれかに記載の測量方法。
11. 前記端末が主端末と副端末とから構成され、前記副端末は前記測量スタッフ近くに配置され、前記主端末は、前記測量装置の近くに配置され、前記副端末と前記主端末は無線通信が可能であり、少なくとも前記副端末に前記位置表示手段を有することを特徴とする請求項９に記載の測量方法。

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