JP2511413B2

JP2511413B2 - 測量装置

Info

Publication number: JP2511413B2
Application number: JP61132461A
Authority: JP
Inventors: 極堀口; 浩則田村
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1986-06-07
Filing date: 1986-06-07
Publication date: 1996-06-26
Anticipated expiration: 2011-06-26
Also published as: JPS62288513A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、地図上に表わされた各地点としての各点を
現地に測設するため等に用いる測距機能及び測角機能を
有する測量装置に関する。

（従来の技術）従来、地図上に表わされた各地点としての各点を現地
に測設する測設作業を行なう場合、現地に出向く前に地
図上に各点の座標値から各点間の距離及び各点の基準方
向に対する角度としての角を計算により求め、これら各
点の座標値の各点間の距離、各点の基準方向に対する角
等の地点データを地図上に記入するか又は表にまとめた
後に現地へ出向き、これらの地点データとしてのデータ
から各点の測設を行なっていた。

また、現地で使用する測量機、又は測量装置として
は、測距モード及び測角モードとを切換えて測距及び測
角を行なうものが最近利用されている。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、従来の測設作業で、測量者が測量機のモー
ド（測距・測角）を、地図上に記入したデータに基づき
逐次選択し測量、測設作業を行なうため、その作業が繁
雑なものとなっており、作業効率の面で問題であった。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって
その特徴とするところは、発光部からの光を測点に配置
した反射鏡を介して受光し、測点までの距離を測定する
測距部と、望遠鏡の視準方向の角度を測定する測角部と、各地点のデータを記憶しているメモリ部と、上記メモリ部に記憶されているデータに基づいて所定の
測量手順に必要な測量データを求める演算部と、上記測距部又は上記測角部の測定結果と上記演算部で求
められた測量データを表示する表示部と、上記所定の測量手順に従って、上記表示部に測量データ
を表示させるときに、表示された測量データに対応した
測定モードを設定するモード設定部とで構成されている
ことである。

（作用）本発明によれば、メモリ部に記憶されている地点デー
タに基づき演算部が所定の測量手順に必要な測量データ
の演算を行うとともに、モード設定部が演算部で求めら
れた測量データに順次対応させてモードを設定し、そし
て表示部において設定モードに対応した測定結果が順次
表示される。

（実施例）以下に本発明に係る測量装置の実施例を図面を参照し
つつ説明する。

第１図は、本発明に係る測量装置の外観を示した図で
あり、この第１図には測距・測角を行なう本体１と本体
１にケーブル２で接続されて使用されるデータコレクタ
100とこのテータコレクタ100を支持する三脚３とが示さ
れている。

本体１は、三脚３に取付けられる基板４と基板４に対
し鉛直軸回りに回転可能な托架部５と托架部５に対し水
平軸回りに回動可能な望遠鏡６を有する望遠鏡部７とで
構成されている。

第２図は本体１の第１表示器82の側を示した図であ
り、接眼部８の上方に第１表示器82及び第１操作部83が
配置されている。

本体１にデータコレクタ100が接続されていないとき
には、後述の構成に示すように測量者が第１操作部83を
操作することによって本体１単独で反射鏡までの測距又
は測角を行うことができる。

第３図は、本体１に内蔵されている回路のブロック図
を示し、この回路は、主として測距部20、水平測距部4
0、高度角測定部60、第１制御演算部80、第１メモリ81
から構成され、上記の第１表示器82及び第１操作部83
は、第１制御演算部80に接続されている。

測距部20は光源である発光素子21からの光を測点に配
置された反射鏡９を介して受光素子24によって受光し測
点までの距離を求めるものである。

発光素子21からの光は、チョッパー22により選択さ
れ、反射プリズム23及び対物レンズ6aを経て射出され
る。対物レンズ6aからの射出光は反射鏡９により反射さ
れて本体１の方に戻り、対物レンズ6aを通って反射プリ
ズム23により反射され、受光素子24によって受光され
る。

以上述べた光の経路は外部測距光路を構成する。一
方、測距部20には発光素子21から反射鏡25を介して受光
素子24に至る内部参照光路が形成されている。測距部20
は、発振器26を有し、この発振器26は15MHzの信号を発
生し、この信号は第１切換器27、分周器28、合成器30、
及びゲート回路35に供給される。

分周器28は、発振器26からの15MHzの信号を分周して7
5KHzの信号と3KHzの信号を生成する。

第１切換器27は、第１制御演算部80からの信号によ
り15MHzか75KHzかのいずれかの信号をアンプ29を介して
発光素子21へ出力する。これによって発光素子21は、15
MHzか75KHzの変調光を射出することとなる。

合成器30は15MHzの信号よりも3KHzほど低い14.977MHz
の信号と75KHzの信号よりも3KHzほど低い72KHzの信号を
形成し、第２切換器31へ出力する。

第２切換器31は、第１制御演算部80からの信号に応
じて第１切換器27が発光素子21へ15KHzの信号を出力し
ているとき、14.977MHzの信号をまた75KHzの信号を出力
しているときに、72KHzの信号を混合器32へ出力する。
受光素子24からの信号は、アンプ33を介して混合器32へ
出力される。

混合器32は、受光素子24からの信号と第２切換器31か
らとの信号を合成することによって第１切換器及び第２
切換器の信号のいずれであっても3KHzの信号を波形整形
器34へ出力する。

波形整形器34は、混合器32からの3KHzの信号を矩形波
に変換してゲート回路35へ出力する。

ゲート回路35は、分周器28からの8KHzの信号の立上り
（又は、立下り）をスタート信号とし、波形整形器28か
らの3KHzの立上り（又は、立下り）をストップ信号とし
て、その期間内に存在する発振器26からの15MHzの信号
を第１カウンタ36へ出力する。

この第１カウンタ36は、ゲート回路35からの信号を計
数するもので、ここでは外部測距光路における15MHz信
号と75KHz信号とに係る２種類の計数値Ｄ₁,D₂と、内部
参照光路における15MHz信号と75KHz信号にと係る２種類
の計数値ｄ₁,d₂とを得るように第１制御演算部80からの
信号によってその計数値がリセットされるように構成
されている。

第１制御演算部80は、第１カウンタの計数値Ｄ₁と計
数値ｄ₁との差から測点までの距離の上位桁を、また計
数値Ｄ₂と計数値ｄ₂との差から測点までの距離の下位桁
を、粗測距モードでは、64回の平均によって求め、精密
測距モードでは256回の平均によって求めて、第１表示
器82に表示させる。また、第１制御演算部80は、第１操
作部83又はデータコレクタ100の第２制御演算部101から
の信号で粗測距モード又は精密測距モード、水平角測定
モード及び高度角測定モードを選択する。

測距部20は、第１制御演算部80によって測距モードが
選択されているときだけ、発光素子21の発光を始めとし
て各回路部の動作が行われ、測距モードが選択されてい
ないとき（水平角測定モード等が選択されているとき）
には発光素子の発光等の動作は行われず節電に寄与す
る。

水平角測定部40は、基板４に対する托架部５の回転角
をインクリメンタル式エンコーダによって測定する。

回転格子板41は所定角度（ピッチ）毎の透明部と不透
明部とを有する回転格子41aが円周状に設けられた円板
状のガラス板によって構成され、その回転格子板41は托
架部５に取付けられて托架部５と共に回転する。

一方基板４には、光源42がレンズ43の略焦点位置に配
置されており、これによって平行光が回転格子板４を照
明する。さらに回転格子板41を挟んでその反対側に固定
格子板44及び一対の受光素子45a,45bが配置されてい
る。

固定格子板44上には、回転格子41a同ピッチで互いの
位相が1/4ピッチずらされている固定格子44aと固定格子
44bとが配置され、各固定格子44a,44bを通過した光を受
光するように受光素子45a,45bが配置されている。

このように構成することによって、受光素子45a,45b
からは、回転格子板41が１ピッチ移動するごとに1/4ピ
ッチの位相差を有する信号が一周期分それぞれ出力され
ることとなる。

受光素子45aの出力は第１シュミットトリガ回路46で
矩形波に変換された後、第１パルス発生回路48及び第１
方向弁別回路49に入力される。受光素子45bの出力は、
第２シュミットトリガ回路47によって矩形波に変換され
た後に、第１パルス発生回路48、第１方向弁別回路49に
入力される。

第１パルス発生回路48は、第１シュミットトリガ回路
46、第２シュミットトリガ回路47の出力信号の立上りと
立ち下がりのタイミングで各々パルスを発生し、第２カ
ウンタに出力する。

第１方向弁別回路49は、第１シュミットトリガ回路4
6、第２シュミットトリガ回路47の出力に基づいて、回
転格子板41の回転方向を弁別し、第２カウンタ50へ計数
の増減を指示する指示信号を出力する。

第２カウンタ50は、第１方向弁別回路49の出力に基づ
いて第１パルス発生回路48の出力パルスの計数を行な
い、その計数値を第１制御演算部80へ出力する。

この第２カウンタ50は、第１制御演算部80から出力さ
れるゼロセット信号によって、その計数値がリセットさ
れるように構成されている。ここで、ゼロセット信号
は、望遠鏡を基準の方向に向けて視準しているときに、
測量者の操作に基づいて出力されるものである。

第１制御演算部80は、第２カウンタ50の計数「１」を
回転格子の1/4ピッチの回転として換算し、これを水平
角として、第１表示器82に表示させる。

高度角測定部60は、托架部５に対する望遠鏡部７の回
転角をインクリメンタル式エンコーダによって測定す
る。

高度角測定部60は、水平角測定部40と略同様の構成
で、回転格子61aを有する回転格子板61、光源62、レン
ズ63、固定格子64a、64bを有する固定格子板64、第３シ
ュミットトリガ回路66、第４シュミットトリガ回路67、
第２パルス発生回路68、第２方向弁別回路69、第３カウ
ンタ70から構成され、以下に、水平角測定部40の構成、
機能との差異について説明し、同等の構成部分に関して
は、その詳細な説明を省略する。

回転格子板61は、望遠鏡部７に取付けられ、望遠鏡部
７と共に回転する。一方、光源62、レンズ63、固定格子
板64、受光素子65a,65bは、托架部５に取付けられてい
る。

第３カウンタ70は、回転格子板61に設けられた水平位
置マークを検出する水平位置検出部（図示を略す）から
の水平位置信号によってその計数値がリセットされ
る。

この実施例では、水平角測定部40において、回転格子
板41を托架部５に取付け、その他のものを基板４に取付
けることにし、高度角検出部60において、回転格子板61
を望遠鏡部７に取付け、その他のものを托架部５に取付
けることとしているが、相対的な回転量を知り得れば充
分であり、取付け対象を逆にしても支障を生じない。

以上のように説明した水平角測定部40と高角度測定部
60とは、測角部として動作し、また、第１演算制御部80
はデータコレクタ100を接続した場合にモード設定部と
して動作する。

この実施例では、水平角測定部40、高度角測定部60を
インクリメンタル式エンコーダにより構成しているた
め、本体１がいずれのモードになっていようとも、測定
動作を継続するように構成される。しかし、水平角測定
部40、高度角測定部60をアブソリュート式エンコーダ等
で構成すれば、測距部20と同様に測角モードが設定され
ているときのみ動作するように構成することもできる。

なお、本体１は、データコレクタ100を接続しない場
合でも、本体１それ単体で、測量者が第１操作部83によ
って適当なモードを選択することによって、測点までの
距離、水平角、高度角の測定が行われ、必要なデータ
は、第１メモリ81に記憶される。

第４図は、データコレクタ100の回転ブロック図を示
し、このデータコレクタ100は、主として、第２制御演
算部101、第２メモリ102、プログラムメモリ103、第２
表示器104、第２操作部105、インターフェイス106から
構成されている。

第２メモリ102には、測量者が第２操作部105から入力
した測量対象の点名データ、点データ、プログラムメモ
リに記憶されているプログラムに基づく演算によって求
められた測量データ、ケーブル２によって、本体１から
送られてきたデータ等の各種データが第２制御演算部10
1によって記憶され、読み出される。

プログラムメモリ103には、標準的な測量作業に必要
な測量データを測量作業の工程に従って演算し、かつ、
求めるための各種測量プログラムが記憶されている。

第２制御演算部101は、第２操作部からの測量者の指
令又はプログラムメモリ103に記憶されている測量プロ
グラムによって、第１制御演算部80を介して本体１のモ
ードの切り換え、測定結果の表示等の各種制御、第２メ
モリに記憶されている各種データから測量プログラムに
従って測量に必要な測量データの演算等の各種演算を行
なう。

第５図は、本体１とデータコレクタ100を接続し、測
量プログラムの一つとしての測設プログラムを実行した
場合のフローチャートを示している。

ここで、フローチャートの説明は、後述することに
し、まず、測設作業について第６図の図面を参照しつつ
簡単に述べる。

現地に既に測設され、かつ、地図上に記載された若し
くは座標が与えられている既知の地点ととての既知点を
点Ａ、点Ｂとし、また、点Ａと点Ｂとを結ぶ線上の方向
Ｘを基準方向として定めた水平角Ｈ₁、Ｈ₂、及び点Ｂを
基準として定めた水平距離HD₁、HD₂で示される測設点
（測点）を点Ｃ、点Ｄとする。

ここで、測量装置を点Ｂに設置して点Ａを視準し、水
平角をゼロセットした後、水平角Ｈ₁方向を視準し、水
平距離HD₁の距離の地点を求め、これを測設点Ｃとし、
以下、同様にして測設作業を進めるものである。

測設プログラムが開始されると、第５図に示すよう
に、ステップＳ₁に移行し、第１制御演算部80を介し
て、本体１のモードを水平角測定モードに切り換え、ス
テップＳ₂に移行する。水平角測定モードは、測距モー
ドに較べて消費電力が少なく、この切り換えによって節
電が図られることになる。

ステップＳ₂においては、既知点及び測設点の地点デ
ータとしての点名とこの点名に対応する地点データとし
ての座標データを、測量者が第２操作部105により入力
する。この既知点及び測設点の点名とこの点名に対応す
る座標データの入力は、外部記憶装置に記憶されている
データをインターフェイスを介して送り込むことにより
行なうこともできる。

この入力された地点データは、第２メモリ102に記憶
される。このデータの入力が終了すると、第２操作部10
5の〈ENT〉キーを操作する。この〈ENT〉キーを操作す
ることによって、ステップＳ₃に移行する。

このデータ入力は、予め準備されている場合には、必
要ではない。

ステップＳ₃においては、測設作業が行われる現地点
名を入力し、この現地点名の入力が終了すると、〈EN
T〉キーを操作することによって、ステップＳ₄に移行す
る。

現地点名は、測設作業が行われる地域を示す名称で、
入力された地点データのうち、この現地点名の地域の測
設に必要な座標データを抽出するために使用される。

ステップＳ₄においては、機械点ナンバーNOの入力が
行われ、この機械点ナンバーNOの入力が終了すると、
〈ENT〉キーを操作することによって、ステップＳ₅に移
行する。

機械点ナンバーNOは、測量装置を据付る地点（以下、
機械点という）のナンバーNOであり、入力の便宜を考え
て番号で打ち込めるようになっている。

ステップＳ₅では、後視点ナンバーNOの入力を行な
い、この後視点ナンバーNOの入力が終了すると、〈EN
T〉キーを操作することによって、ステップ₆に移行す
る。

後視点ナンバーNOとは、機械点と組み合わせて測量の
基準方向を形成するための地点（以下、後視点という）
の番号である。この測量の基準方向を形成するための後
視点は、第６図の例においては、点Ａであり、機械点は
点Ｂである。

ステップＳ₆では、ステップＳ₅において入力した後視
点ナンバーNOの後視点を望遠鏡６で視準し、視準が完了
すると、ステップＳ₇に移行する。

ステップＳ₇では、後視点の視準方向を角度０°に設
定するために、第１操作部83又は第２操作部105の〈SE
T〉キーを操作することによって、水平角のゼロセット
を行ない、この水平角のゼロセットが終了すると、ステ
ップＳ₈に移行する。このステップＳ₈では、測設点ナン
バーNOの入力が行われ、この測設点ナンバーNOの入力が
終了すると、〈ENT〉キーを操作することによって、ス
テップＳ₉に移行する。

この測設点ナンバーNOとは、現地に測設する測設点の
番号であり、第６図の例においては、点Ｃ、Ｄが該当す
る。

ステップＳ₉では、機械点及び機械点と後視点とで形
成する基準方向に基づいた測設点への水平角Ｈ及び水平
距離HDを第２メモリに記憶されたデータから演算して求
め、この演算が終了するとステップＳ₁₀に移行する。

ステップＳ₁₀では、ステップＳ₉において求められた
水平角Ｈを第１表示器82に表示し、この表示と共にステ
ップＳ₁₁に移行する。

ステップＳ₁₁では、測量者がステップＳ₁₀で表示され
た水平角Ｈになるように望遠鏡部７を回転させ、セット
する。

この水平角のセットが終了すると〈ENT〉キーを操作
し、ステップＳ₁₂に移行する。

このステップＳ₁₂では、ステップＳ₁において、既に水
平角測定モードが設定されているので、ここで、モード
変更する必要はない。

まず、ステップＳ₁₂では、第１制御演算部80を介して
本体１のモードを測距モードに切り換え、ステップＳ₉
で求められた水平距離HDをオフセット値として、第１制
御演算部80に送信し、第１制御演算部80では、本体１が
測定した反射鏡までの距離を測距モードで「cm」単位で
測定し、オフセット値としての水平距離HDとの差分を第
１表示器82で表示させ、ステップＳ₁₃に移行する。

ステップＳ₁₃では、第１表示器83で表示されている差
分表示が「０」となる方向に、反射鏡９を設けたポール
を移動させ、概略位置合せを行なって、ここで、測量く
いを打ち込む。これが、終了すると、〈ENT〉キーを操
作し、ステップＳ₁₄に移行する。この概略の位置合せ
は、平均回数の少ない粗測距モードで行われるため、測
距時間が短かく迅速な位置合せ作業が可能となる。

ステップＳ₁₄では、ステップＳ₁₃における〈ENT〉キ
ー操作によって、精密測距モードが設定される。そし
て、その測距結果とオフセット値との差分が、粗測距モ
ード設定時のそれと同様に表示される。

ここでは、「mm」単位で表示され、測量者はこの精密
測距モードにおいて表示された表示値を目視しながら、
ステップＳ₁₃において打ちこんだくいの頭部に釘を打ち
込む等の作業を行なって測設点位置を示すマークをつけ
て、精密位置合せが終了する。この精密位置合せが終了
するとステップＳ₁₆に移行する。ステップＳ₁₆では、ス
テップＳ₄で入力された機械点に対する測設すべき点
（測点）を全て測設したか否かを判断する。

ここで、まだ、測設していない点が残っている場合に
は、ステップＳ₁₇に移行する。そして、本体１を水平角
設定モードに設定し、ステップＳ₈に戻って、新たな測
設点ナンバーNOを入力して測設を継続する。

また、入力した機械点に対する全ての測設が終了して
いれば、ステップＳ₁₈に移行する。ステップＳ₁₈では、
全ての機械点に対する測設が終了したか否かを判断す
る。

ここで、測設していない機械点が残っていれば、ステ
ップＳ₁₉に移行し、本体１を水平角測定モードに設定
し、ステップＳ₄に戻って、新たな機械点ナンバーNOを
入力して、測設を継続し、全ての機械点についての測設
が終了すれば、測設作業が終了したことになる。

以上の通り、第２制御演算部101は、演算部の役割を
果たしている。

なお、高角度に対しても、同様のフロチャートに従っ
て測設が行なわれる。

（発明の効果）以上、説明したように、本発明によれば、メモリ部に
記憶されている各地点のデータに基づいて、演算部が測
量に必要な測量データを測量手順に沿った所定の順序で
演算し、モード設定部によってこの測量データに順次対
応したモードが設定され、表示部には、測量データに応
じた表示を行なわせることにより、より効率的な測量を
行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る測量装置の外観図、第２図は本体
１の正面図、第３図は本体１の内部回路のブロック図、
第４図はデータコレクタ100の回路のブロック図、第５
図は測量装置の測量手順を示すフローチャート、第６図
は測設作業を説明するための説明図である。１……本体、20……測距部、40……水平角測定部、60…
…高度角測定部、80……第１制御演算部、82……第１表
示器、100……データコレクタ、101……第２制御演算
部、102……第２メモリ、103……プログラムメモリ、10
4……第２表示器、

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】発光部からの光を測点に配置した反射鏡を
介して受光し、測点までの距離を測定する測距部と、望遠鏡の視準方向の角度を測定する測角部と、各地点のデータを記憶しているメモリ部と、上記メモリ部に記憶されているデータに基づいて所定の
測量手順に必要な測量データを求める演算部と、上記測距部又は上記測角部の測定結果と上記演算部で求
められた測量データを表示する表示部と、上記所定の測
量手順に従って、上記表示部に測量データを表示させる
ときに、表示された測量データに対応した測定モードを
設定するモード設定部とから構成されていることを特徴
とする測量装置。
【請求項２】上記測距部は、粗い測定を行う粗測距モー
ドと、精密な測定を行う精密測距モードとからなり、上
記演算部が距離に関する測量データを求めたときに上記
モード設定部が、粗測距モードを設定する構成とされて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の測
量装置。
【請求項３】上記モード設定部は、測距に関する測量デ
ータを表示する際には上記測角部に測角を行わせる測角
モードを設定し、測距以外の測量データを表示する際に
は上記測距以外の測定モードを設定するモード設定部と
から構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載の測量装置。