JP3208202B2 - Kinematic survey controller - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、キネマティック測量
に用いられる制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device used for kinematic surveying.
【0002】[0002]
【従来の技術】GPSシステムを利用する測量が知られ
ており、この種の測量では、複数(4個以上)の衛星か
ら発信される電波を同時刻に複数のGPS受信機で受信
して、GPS受信機間で受信された電波の位相差を演算
処理することにより、地球上の地点間の距離や方位を測
定する。このようなGPSシステムを利用する測量で
は、一方のGPS受信機を既知点に固定設置し、可搬型
の第2GPS受信機を順次測定点に移動させて測定を行
うキネマティック測量と呼ばれる方法がある。2. Description of the Related Art A survey using a GPS system is known. In this type of survey, radio waves transmitted from a plurality of (four or more) satellites are received by a plurality of GPS receivers at the same time. By calculating the phase difference of the radio waves received between the GPS receivers, the distance and direction between points on the earth are measured. In surveying using such a GPS system, there is a method called kinematic surveying in which one GPS receiver is fixedly installed at a known point, and a portable second GPS receiver is sequentially moved to a measuring point to perform measurement. .
【0003】このようなキネマティック測量では、測量
の効率化を図るために、通常一人の測定者で操作ができ
るように構成されていて、測定点に順次移動する受信機
と制御装置とをそれぞれ可搬型のものとし、測定者は、
GPS受信機を背負って、手元で制御装置を操作して、
制御装置とGPS受信機との間でデータ通信をしながら
測定していた。[0003] In such kinematic surveying, in order to improve the efficiency of surveying, it is usually configured to be operated by a single measurer, and a receiver and a control device which sequentially move to a measuring point are provided separately. It shall be portable, and the measurer shall
Carry the GPS receiver and operate the control device at hand,
The measurement was performed while performing data communication between the control device and the GPS receiver.
【0004】また、このようなキネマティック測量で
は、1測定点での測定が完了すると、次の測定点に測定
者が移動することになるが、この場合に、移動中におい
ても衛星からの電波の受信が継続されていることが必須
の要件となり、受信が中断したことが判明すると、1つ
前の測定点に戻って、測定をやり直すことになる。とこ
ろで、このようなキネマティック測量用の制御装置は、
従来、GPS受信機を操作するために必要な機能のみ
か、あるいは、これに加えて、GPS受信機が保有して
いる情報、例えば、アンテナ位置の経度,緯度,高さ
や、受信している衛星の現在位置を方位角と高度角とで
表した情報を表示する機能を有していたが、このような
制御装置には、以下に説明する技術的課題があった。In such a kinematic survey, when the measurement at one measurement point is completed, the measurer moves to the next measurement point. In this case, the radio wave from the satellite is transmitted even during the movement. It is an essential requirement that the reception is continued, and if it is determined that the reception has been interrupted, the measurement returns to the previous measurement point and the measurement is performed again. By the way, such a control device for kinematic surveying is
Conventionally, only functions necessary for operating the GPS receiver, or in addition to this, information held by the GPS receiver, such as the longitude, latitude, height of the antenna position, and the satellite being received Has a function of displaying information representing the current position of the vehicle as an azimuth angle and an altitude angle. However, such a control device has a technical problem described below.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】キネマティック測量に
おいては、上述したようにGPS受信機を測定点に移動
する際の電波の受信中断は、測量の成否に重大な影響を
及ぼすことになる。ところが、従来の制御装置では、例
えば、測定者が他の測定点に移動しようとするときに、
その移動方向に電波障害物がある場合に、障害物を避け
つつ電波の受信を継続することが困難な状況になってい
た。In kinematic surveying, as described above, interruption of reception of radio waves when the GPS receiver is moved to the measuring point has a serious effect on the success or failure of the surveying. However, in the conventional control device, for example, when the measurer tries to move to another measurement point,
When there is a radio wave obstacle in the moving direction, it has been difficult to continue receiving radio waves while avoiding the obstacle.
【0006】すなわち、このような状況においては、従
来の制御装置では、衛星の現在位置が数値情報で表示さ
れるので、測定者は、この数値から衛星の位置を認識す
ることになるが、測定者が現在向いている方向に対し
て、その衛星がどの方向にあるかを知るには、別に準備
した方位磁石などで方位を測定し、衛星の方向角の数値
からおおよその見当をつけなければならなかった。That is, in such a situation, in the conventional control device, the current position of the satellite is displayed as numerical information, and the measurer recognizes the position of the satellite from this numerical value. In order to know the direction of the satellite in the direction that the person is currently facing, measure the bearing with a separately prepared compass, etc., and make an approximate estimate from the numerical value of the satellite's direction angle. did not become.
【0007】ところが、このような衛星の確認手段は、
面倒な上に、おおよその検討で移動するため、移動の途
中で電波の受信が中断する可能性が大きく、測量の迅速
性を確保するための障害となっていた。本発明は、以上
のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的
とするところは、現在向いている方向に対して、測定者
が衛星の位置を確実且つ容易に認識することができるよ
うにすることで、測量効率が向上するキネマティック測
量用制御装置を提供することにある。However, such a means for confirming a satellite is as follows.
In addition, it is troublesome, and since it travels roughly, it is highly likely that reception of radio waves will be interrupted in the middle of the travel, which is an obstacle to ensuring quick surveying. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible for a measurer to reliably and easily recognize the position of a satellite in the current direction. It is an object of the present invention to provide a kinematic surveying control device capable of improving surveying efficiency.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、複数の衛星から発信された電波を受信す
る既知点に固定設置された第1GPS受信機と、前記衛
星から発信された電波を前記第1GPS受信機と同時刻
に受信する可搬型の第2GPS受信機とを有し、前記第
2GPS受信機を複数の測定対象点に順次移動させなが
ら前記既知点と各測定対象点との間の距離を測定するキ
ネマティック測量に用いられる可搬型の制御装置であっ
て、前記GPS受信機から前記衛星の位置および高度情
報を入力するとともに、前記GPS受信機に前記測定対
象点の名称などの各種情報を送出する通信入出力部と、
前記第2GPS受信機の現在位置の方位を検出する方位
検出部と、前記各種情報を入力するキー入力部と、前記
第2GPS受信機の現在位置における天球図を表示する
グラフィック表示部と、前記通信入出力部,方位検出
器,キー入力部,グラフィック表示部に接続され、前記
通信入出力部からの前記衛星の位置および高度情報に基
づいて、前記複数の衛星の位置を前記天球図上に表示す
るとともに、前記方位検出部の測定値に基づいて前記現
在位置の方位と前記天球図上の方位とが一致するように
制御するデータ処理部とを有することを特徴とする。To achieve the above object, the present invention provides a first GPS receiver fixedly installed at a known point for receiving radio waves transmitted from a plurality of satellites, and a first GPS receiver transmitted from the satellite. A portable second GPS receiver that receives a radio wave at the same time as the first GPS receiver, wherein the second GPS receiver is sequentially moved to a plurality of measurement target points while sequentially moving the second GPS receiver to a plurality of measurement target points; A portable control device used for kinematic surveying for measuring a distance between the GPS receiver and the position and altitude information of the satellite from the GPS receiver, the name of the measurement target point in the GPS receiver A communication input / output unit for sending various information such as
An azimuth detecting unit for detecting the azimuth of the current position of the second GPS receiver; a key input unit for inputting the various information; a graphic display unit for displaying a celestial map at the current position of the second GPS receiver; It is connected to an input / output unit, a direction detector, a key input unit, and a graphic display unit, and displays the positions of the plurality of satellites on the celestial sphere based on the position and altitude information of the satellite from the communication input / output unit. And a data processing unit that controls the azimuth of the current position and the azimuth on the celestial sphere based on a measurement value of the azimuth detecting unit.
【0009】[0009]
【作用】上記構成のキネマティック測量用制御装置によ
れば、データ処理部で、現在電波を受信している衛星を
グラフィック表示部の天球図上に表示するとともに、方
位検出部の測定値に基づいて現在位置の方位と天球図上
の方位とが一致するように制御するので、測定者は、こ
のグラフィック表示部を見ることにより、測定者が現在
向いている方向に対して、衛星がどの方向にあるか認識
することができる。According to the kinematic surveying control device having the above-mentioned structure, the data processing unit displays the satellite currently receiving the radio wave on the celestial map on the graphic display unit, and based on the measurement value of the azimuth detecting unit. Since the control is performed so that the azimuth of the current position and the azimuth on the celestial map match, the operator can see which direction the satellite is in with respect to the current direction by looking at this graphic display. Can be recognized.
【0010】[0010]
【実施例】以下本発明の好適な実施例について添附図面
を参照して詳細に説明する。図1から図3は、本発明に
かかるキネマティック測量用制御装置の一実施例を示し
ている。図1は、本発明の制御装置10が用いられるキ
ネマティック測量の概要を示しており、この種の測量で
は、2個のGPS受信機が用いられ、一方の第1GPS
受信機12は、既知点Aに固定設置され、他方の第2G
PS受信機14は、可搬型とされ、既知点Aの近傍の測
定点B0 からBn まで順次移動する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 3 show an embodiment of a kinematic survey control device according to the present invention. FIG. 1 shows an outline of a kinematic survey in which the control device 10 of the present invention is used. In this type of survey, two GPS receivers are used and one of the first GPS is used.
The receiver 12 is fixedly installed at the known point A, and the other second G
The PS receiver 14 is portable, and sequentially moves from measurement points B 0 to B n near the known point A.
【0011】第1および第2GPS受信機12,14
は、複数の衛星16a〜dから発信された電波(GPS
信号)を同時刻に受信する。各GPS受信機12,14
は、マイクロストリップで構成されたアンテナ12a,
14aと、このアンテナ12a,14aで受信されたG
PS信号を増幅するRF増幅器12b,14bと、局部
発振器12c,14cと、IF増幅器12d,14d
と、DSP(Digital Signal Processor)12e,14
eと、CPU12f,14fと、記憶手段12g,14
gとを有している。First and second GPS receivers 12 and 14
Are radio waves (GPS) transmitted from a plurality of satellites 16a to 16d.
Signal) at the same time. Each GPS receiver 12, 14
Are antennas 12a composed of microstrips,
14a and G received by the antennas 12a and 14a.
RF amplifiers 12b and 14b for amplifying PS signals, local oscillators 12c and 14c, and IF amplifiers 12d and 14d
And DSP (Digital Signal Processor) 12e, 14
e, CPUs 12f and 14f, and storage means 12g and 14
g.
【0012】局部発振器12c,14cは、RF増幅器
12b,14bで増幅されたGPS信号に変調を加え、
搬送周波数の変換を行うものである。IF増幅器12
d,14dは、周波数変換されたGPS信号の中間周波
数帯を増幅するものである。DSP12e,14eは、
アナログ状態のGPS信号をデジタル信号に変換するも
のである。CPU12f,14fは、DSP12e,1
4eからのデジタル信号を受け、必要な位相データなど
を抽出して、これを記憶手段12g,14gに記憶させ
る。The local oscillators 12c and 14c modulate the GPS signals amplified by the RF amplifiers 12b and 14b,
The conversion of the carrier frequency is performed. IF amplifier 12
d and 14d amplify the intermediate frequency band of the frequency-converted GPS signal. The DSPs 12e and 14e
It converts a GPS signal in an analog state into a digital signal. The CPUs 12f and 14f include the DSPs 12e and 1
Receiving the digital signal from 4e, necessary phase data and the like are extracted and stored in the storage means 12g and 14g.
【0013】このように構成された第1および第2GP
S受信機12,14で実施されるキネマティック測量で
は、整数値バイアスを確定するための準備測定がまず実
行される。なお、この準備測定は、測量の最初でも最後
でも、また、途中で行ってもよい。そして、この準備測
定が完了すると、第2GPS受信機14を測定者が背負
い、測定点B0 にアンテナ14aを位置させて数秒から
1分程度の測定が行われ、この測定が完了すると次の測
定点B1 に移動して同様な測定が順次行われる。The first and second GPs configured as described above
In the kinematic survey performed by the S receivers 12, 14, a preparatory measurement to determine the integer bias is first performed. Note that the preparatory measurement may be performed at the beginning, the end, or in the middle of the survey. Then, when this preparation measurement is completed, the first 2GPS receiver 14 measurer backpack, measuring about 1 seconds to minutes by positioning the antenna 14a is performed in the measurement point B 0, the next measurement when the measurement is completed sequentially performed similar measurement and moves to point B 1.
【0014】このような測定の際に本実施例の制御装置
10が使用される。図2および図3には、制御装置10
の詳細を示しており、同図に示す制御装置10は、測定
者が携帯し、その手元で各種の操作が可能なハンディー
ターミナル形式になっている。制御装置10は、図2に
その外観を示すように、本体部10aの表面側上部にグ
ラフィック表示部10bが設けられ、この表示部10b
の下方にキー入力部10cと方位検出部10dとが配置
されている。At the time of such a measurement, the control device 10 of the present embodiment is used. 2 and 3 show the control device 10
The control device 10 shown in FIG. 1 is in a handy terminal format that can be carried by a measurer and various operations can be performed at hand. As shown in FIG. 2, the control device 10 is provided with a graphic display unit 10b on the upper surface side of the main unit 10a.
A key input unit 10c and an azimuth detecting unit 10d are arranged below the key input unit 10c.
【0015】このキー入力部10cは、GPS受信機1
2,14のキー入力部と同じ機能を有するものであっ
て、ハンディーターミナル形式で第2GPS受信機14
の全ての操作ができるようになっている。図3は、制御
装置10の機能をブロック表示したものであり、制御装
置10は、本体部10a内に内蔵された通信入出力部1
0eとデータ処理部10fとを有している。通信入出力
部10eには、前記GPS受信機12,14から前記衛
星16a〜dの位置および高度情報が入力されるととも
に、GPS受信機12,14に測定対象点B0 〜Bn の
名称などの各種情報を送出する。The key input unit 10c is used for the GPS receiver 1
The second GPS receiver 14 has the same function as the key input units 2 and 14 and has a handy terminal format.
All operations can be performed. FIG. 3 is a block diagram showing functions of the control device 10. The control device 10 includes a communication input / output unit 1 built in a main body 10a.
0e and a data processing unit 10f. The communication output unit 10e, the along with the position and altitude information of the satellite 16a~d is input from the GPS receiver 12, the measurement object point to the GPS receiver 12, 14 B 0 .about.B names of n such Is transmitted.
【0016】方位検出部10dは、例えば、デジタル化
された信号が送出される磁針方位計が用いられ、測定者
が背負っている第2GPS受信機14の現在位置におけ
るN極の方位がこれにより検出される。グラフィック表
示部10bは、例えば、比較的画面の大きい液晶板など
から構成され、第2GPS受信機14の現在位置におけ
る天球図を、測定者から見下ろした状態で、天頂Oが第
2GPS受信機14の位置になるように、かつ、測定者
が本体部10aを握持した時に正対するように表示す
る。The azimuth detecting unit 10d uses, for example, a magnetic compass to transmit a digitized signal, and detects the azimuth of the N pole at the current position of the second GPS receiver 14 carried by the measurer. Is done. The graphic display unit 10b is composed of, for example, a liquid crystal plate having a relatively large screen, and the zenith O of the second GPS receiver 14 is It is displayed so as to be in the position and face when the measurer grips the main body 10a.
【0017】すなわち、図2にグラフィック表示部10
bの表示状態の一例を示すように、N極とS極およびW
極とE極とをそれぞれ結んだ線が直交する状態で示さ
れ、これらの線分の交点が天頂O(第2GPS受信機1
4の現在位置)として示され、その外周に複数の衛星1
6a〜dが示され、最外周の実線で示された円があたか
も水平線となるように表示される。That is, the graphic display unit 10 shown in FIG.
As shown in the example of the display state of FIG.
The lines connecting the poles and the E poles are shown as being orthogonal to each other, and the intersection of these line segments is the zenith O (the second GPS receiver 1).
4 present position), and a plurality of satellites 1
6a to 6d are displayed, and the circle shown by the solid line on the outermost periphery is displayed as if it were a horizontal line.
【0018】データ処理部10fは、例えば、メモリー
装置が付設されたマイクロコンピュータから構成され、
通信入出力部10e,方位検出器10d,キー入力部1
0c,グラフィック表示部10bにそれぞれ接続されて
いる。このデータ処理部10fでは、通信入出力部10
eからの衛星16a〜dの位置および高度情報に基づい
て、各衛星16a〜dをグラフィック表示部10bの天
球図上に表示するとともに、方位検出部10dの測定値
に基づいて、測定者が現在向いている方向に対して、制
御装置10の本体部10aの現在位置の方位と天球図上
の方位とが一致するように制御する。The data processing unit 10f is composed of, for example, a microcomputer provided with a memory device.
Communication input / output unit 10e, direction detector 10d, key input unit 1
0c and the graphic display unit 10b. In the data processing unit 10f, the communication input / output unit 10
Based on the position and altitude information of the satellites 16a to 16d from e, the satellites 16a to 16d are displayed on the celestial sphere of the graphic display unit 10b, and the measurer can determine the current Control is performed so that the azimuth of the current position of the main body 10a of the control device 10 and the azimuth on the celestial sphere correspond to the facing direction.
【0019】より具体的には、たとえば、いま、グラフ
ィック表示部10bの天球図上に表示されているN極の
方向と、測定者が現在向いている方向に対する方位検出
部10dのN極との方向にズレがあると、グラフィック
表示部10d上の天球図を、このズレに対応した量だけ
回転させて、これらが一致するように制御することにな
り、このような制御手順はデータ処理部10fのメモリ
ー装置に記憶されている。More specifically, for example, the direction of the N pole currently displayed on the celestial map on the graphic display unit 10b and the N pole of the direction detection unit 10d with respect to the direction in which the measurer is currently facing are shown. If there is a shift in the direction, the celestial sphere on the graphic display unit 10d is rotated by an amount corresponding to the shift, and control is performed so that they match, and such a control procedure is performed by the data processing unit 10f. Is stored in the memory device.
【0020】さて、以上のように構成されたキネマティ
ック測量用の制御装置10によれば、データ処理部10
fで、現在電波を受信している衛星16a〜dをグラフ
ィック表示部10bの天球図上に表示するとともに、方
位検出部10dの測定値に基づいて現在位置の方位と天
球図上の方位とが一致するように制御するので、測定者
は、このグラフィック表示部10bを見ることにより、
測定者が現在向いている方向に対して、衛星16a〜d
がどの方向にあるか認識することができる。According to the control device 10 for kinematic survey constructed as described above, the data processing unit 10
At f, the satellites 16a to 16d that are currently receiving radio waves are displayed on the celestial map of the graphic display unit 10b, and the azimuth of the current position and the azimuth on the celestial map are determined based on the measurement value of the azimuth detecting unit 10d. Since the control is performed so as to match, the measurer sees this graphic display unit 10b,
Satellites 16a-d for the direction the measurer is currently facing
Direction can be recognized.
【0021】このため、ある測定点から他の測定点に移
動する際に、電波障害物があったとしても、衛星16a
〜dの位置と移動方向とが容易かつ確実に認識されてい
るので、電波障害物を避けることにより受信電波の中断
を回避ことができる。For this reason, when moving from one measurement point to another measurement point, even if there is a radio wave obstacle, the satellite 16a
Since the positions and the moving directions are easily and reliably recognized, interruption of the received radio wave can be avoided by avoiding the radio wave obstacle.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかるキネマティック測量用制御装置によれ
ば、現在向いている方向に対して、測定者が衛星の位置
を確実且つ容易に認識することができるので、測量の効
率が向上する。As described above in detail in the embodiments,
According to the kinematic surveying control device of the present invention, the measurer can reliably and easily recognize the position of the satellite in the current direction, so that the surveying efficiency is improved.
【図1】本発明にかかる制御装置を使用したキネマティ
ック測量の測定状態の概要を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a measurement state of kinematic survey using a control device according to the present invention.
【図2】本発明にかかる制御装置の一例を示す斜視図で
ある。FIG. 2 is a perspective view showing an example of a control device according to the present invention.
【図3】本発明にかかる制御装置の機能ブロック図であ
る。FIG. 3 is a functional block diagram of a control device according to the present invention.
10 制御装置 10b グラフィック表示部 10c キー入力部 10d 方位検出部 10e 通信入出力部 10f データ処理部 12 第1GPS受信機 14 第2GPS受信機 16a〜d 衛星 Reference Signs List 10 control device 10b graphic display unit 10c key input unit 10d azimuth detection unit 10e communication input / output unit 10f data processing unit 12 first GPS receiver 14 second GPS receiver 16a-d satellite
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 15/00 G01S 5/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01C 15/00 G01S 5/14
Claims (1)
る既知点に固定設置された第1GPS受信機と、前記衛
星から発信された電波を前記第1GPS受信機と同時刻
に受信する可搬型の第2GPS受信機とを有し、前記第
2GPS受信機を複数の測定対象点に順次移動させなが
ら前記既知点と各測定対象点との間の距離を測定するキ
ネマティック測量に用いられる可搬型の制御装置であっ
て、 前記GPS受信機から前記衛星の位置および高度情報を
入力するとともに、前記GPS受信機に前記測定対象点
の名称などの各種情報を送出する通信入出力部と、 前記第2GPS受信機の現在位置の方位を検出する方位
検出部と、 前記各種情報を入力するキー入力部と、 前記第2GPS受信機の現在位置における天球図を表示
するグラフィック表示部と、 前記通信入出力部,方位検出器,キー入力部,グラフィ
ック表示部に接続され、前記通信入出力部からの前記衛
星の位置および高度情報に基づいて、前記複数の衛星の
位置を前記天球図上に表示するとともに、前記方位検出
部の測定値に基づいて前記現在位置の方位と前記天球図
上の方位とが一致するように制御するデータ処理部とを
有することを特徴とするキネマティック測量用制御装
置。1. A first GPS receiver fixedly installed at a known point for receiving radio waves transmitted from a plurality of satellites, and a portable type receiving radio waves transmitted from the satellite at the same time as the first GPS receiver. And a portable GPS used for kinematic surveying for measuring a distance between the known point and each measurement point while sequentially moving the second GPS receiver to a plurality of measurement points. A communication input / output unit for inputting the position and altitude information of the satellite from the GPS receiver and transmitting various information such as the name of the measurement target point to the GPS receiver; An azimuth detecting unit for detecting the azimuth of the current position of the 2GPS receiver; a key input unit for inputting the various information; and a graphic table for displaying a celestial map at the current position of the second GPS receiver And a communication input / output unit, a direction detector, a key input unit, and a graphic display unit, and based on the position and altitude information of the satellite from the communication input / output unit, determine the positions of the plurality of satellites. A kinematics display unit for displaying on a celestial map and controlling the azimuth of the current position and the azimuth on the celestial map based on a measurement value of the azimuth detecting unit. Control device for tick surveying.
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