JP2511414C - - Google Patents

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、測量に用いる測量装置として、測角モードと測距モードとを適宜切
り換えて、距離測定と角度測定とが行なえる測量装置においては、遠距離の測点
に配置される反射鏡を介して発光部からの光を受光するために、反射光の減衰を
考慮して発光素子の発光量を測角モードにおいて使用する発光素子の発光量より
も大きくしなければならず、これがために、測距モードにおける消費電力が、測
角モードにおける消費電力に較べて格段に大きい。 よって、測量作業中に、むやみに測距モードが設定されるとバッテリ機能が早
く低下したり、測距用の発光素子の寿命を縮める結果となる。 (問題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測量に必要な測量データを所
定の順序で演算する演算部と、 上記測距部及び上記測角部の測定結果並びに上記演算部で求められた測量デー
タに応じた表示を行なう表示部と、 上記表示部が上記所定の測量手順に従って、距離に関する測量データを表示す
る際には上記測距部に測距を行わせる測距モードを設定し、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
成されているところにある。 (作用) 本発明によれば、メモリ部に記憶されているデータに基づき演算部が所定の順 序で測量データの演算を行ない、表示器がこの測量データに応じた表示を行なう
が、モード設定部によって表示器に距離に関する測量データに応じた表示を行な
うときには、測距モードが設定され、表示器に距離に関する測量データに応じた
表示を行なわせるとき以外には、測距モード以外のモードが設定される。 (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とこのデータコレクタ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40、高度角測定部60、第１制御部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、及びケート回路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75KHzの信号と３KHzの信
号を生成する。 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
、15MHz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3 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3
5へ出力する。 ゲート回路35は、分周器28からの３KHz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34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 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4
1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と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46、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 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と高度角測定部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の回路のブロック図を示し、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101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1
03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
る既知の地点としての既知点を点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Ｈc1、Ｈc2、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ＨＤ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。水平角設定モードは、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105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、〈ENT〉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、〈ENT〉キーを操作することによって、ステップＳ6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
めの後視点点は、第６図の例においては、点Ａでり、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〈SET〉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。 このステップＳ11では、ステップＳ1において、既に水平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。 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。 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82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Ｓ
16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Ｓ17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、高度角に対しても、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、測距以外の測量データが表示部に表
示される際には、モード設定部が測距以外の測定モードを設定するので、測距以
外測定モードでは消費電力の大きい測距部が動作しないことになり、節電を図る
ことができる。

【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、 104…第2表示器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 (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測量に必要な測量データを所
   定の順序で演算する演算部と、 上記測距部及び上記測角部の測定結果並びに上記演算部で求められた測量デー
   タに応じた表示を行なう表示部と、 上記表示部が上記所定の測量手順に従って、距離に関する測量データを表示す
   る際には上記測距部に測距を行わせる測距モードを設定し、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する測量装置。 (2)特許請求の範囲第１項記載の測量装置において、上記モード設定部は、測距
   以外の測量データを表示する際には上記側角部に側角を行わせる側角モードを設
   定するように構成されていることを特徴とする測量装置。