JP3874410B2 - 正対プリズム装置及び当該正対プリズム装置を用いて斜距離及び鉛直角を測定する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
光学器械の製造並びに測量機械を利用する測量、設計、建設、大型機械製造の産業分野。
【０００２】
【従来の技術】
コーナーキューブ等は入射角度が偏っている場合も元の方向へ再帰反射する、このとき、コーナーキューブの内部では３回の反射をして、その内部の光路長さは、傾きにより異なるのである。この内部光路の長さが傾きに応じて不定であることから、精密測量の器械として使用することには、問題を胚胎しているのである。光波測距儀で距離測定すると、実際の距離と著しく相違することがある。これを光波測距儀特有の誤差と解釈するのが通例である。距離の誤差を生じない手段として、５０メートル未満の近距離では光波測距儀で測定しない、仰俯角の大きい角度では光波測距儀で測定しない、境界点測量には光波測距儀を用いてはならない等の測量仕様が示されているのである。この事象の原因を解明して、近距離の測定、仰俯角の大きい観測、境界点測量の正確な成果を得る手段を発明するものである。小型反射プリズム、一般にミニプリズム等の広告は、「プリズム面が器械に正対しない仰俯角の大きい所でも誤差を最小限にして測量ができる」と言う表現をしている。正対させる技術、方法がないことを露呈しているものである。本発明は反射プリズム等をトータルステーション、光波測距儀等に正対させる技術、方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
比高のある測量作業に於いては、正対させる手段を考案することがなく、デジタル表示された数値を長さ、斜距離と盲信しているのである。距離の出会差は、光波測距儀の測定誤差の範囲内であると決め付けて、正しい距離の測定を行わないのが通例である。境界点測量に用いる、一般にミニプリズムの称している反射プリズム製品の精度の保証はないのである。光波距離測定は、正対時において、最も短く計測、表示されるのである。反射プリズム等が正対していない時、長さは大きく表示されるが、その量と正否を疑う方法がないのである。反射プリズム等は、杭の上に鉛直に立てたポールに保持させるのである。鉛直ポールの中心と反射プリズム等の回転軸の交点は見ることはできない。従って、鉛直角の正しい視準目標がないのである。鉛直角を誤まると、水平距離に正しく換算できないのである。従って、長さ、斜距離は誤測し、鉛直角は誤測している。測量計算方程式に代入する距離が誤まりであるから、座標値は誤まりである。とりわけ、２点間の座標値の値と実測長が著しく相違することが、常態である。この誤りを検証する方法はないのである。以上の不可能とされている事象を解決する方法が本発明である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
長さすなわち斜距離と鉛直角を測定して水平距離を計算する光波測距儀、トータルステーションのために、鉛直角の視準目標を示す構造である。
光波測距儀と一般に反射プリズムと称している、コーナーキューブおよび中空リトロリフレクターであるところの光学製品等が正対している時のみ、最も短い長さが表示され、正しい長さ、斜距離が測定できるのである。反射プリズムの定数分離れた点を正対プリズム装置の尻とするのである。正対プリズム装置の尻を鉛直ポールの中心鉛直線に接線させるのである。この点を軸として水平面、鉛直面で回転させるのである。望遠鏡の視準線に正対プリズムの前面に描いたマークを一致させるとき、鉛直角の視準目標と望遠鏡十字線と正対プリズム装置の軸は一直線に並び、正対している状態を視認できる構造である。
気泡管等を用いてポールを鉛直に立てるのである。ポールは断面を鉛直線が露出するように切り欠き、正対プリズム装置の尻が入る溝および正対プリズム装置が上下に移動できる数条の溝をもつ構造である。
正対プリズム装置の尻が水平軸と鉛直軸の交点において回転できて、鉛直面の回転限界角度がトータルステーション等のあおり角度に対応できる断面である構造である。
コーナーキューブ等のプリズム定数とは、表面からの内部光路と屈折率の複合による奥行きの長さを言う。この定数長さを補正する場合と定数長さ分を光波測距儀側に位置させて、補正量ゼロとして、計測する場合の２例が一般に行われる。
【０００５】
コーナーキューブ等の定数分離れた位置を正対プリズム装置の尻として、これを鉛直角の視準目標とする。
【０００６】
正対プリズム装置の尻を中心に回転させて、正対状態をつくることができるような断面である。
【０００７】
望遠鏡の視準軸の中にコーナーキューブ等の正対軸を一致させるために、前面に図形、マークを描く。完全な正対は、作業時間を多くする不利があるので、図形、マークの大きさは、距離測定の許容差に応じて、大小の寸法を定めるのである。
【０００８】
このマークが望遠鏡の視準軸の十字線に一致しているときに、正対していることが視認できる構造を備えた装置の発明である。
【０００９】
視通障害に備えて、正対プリズム装置を上下に移動できる構造である。
【００１０】
測量機器の操作方法は次のように改善され、正確さと能率は著しく向上したのである。観測者はトータルステーション等の角度と距離を計測する測量機械の望遠鏡の十字線を正対装置の観測点即ち正対プリズム装置の尻に合わせて、固定するのである。正対プリズム装置を望遠鏡方向に向けて、前面に描いた図形、マークと十字線が一致するまで、回転させるように助手に指示するのである。この時、望遠鏡視準軸、正対プリズム装置の正対軸、視準目標点は一直線上にある。視認した後、トータルステーション等の測定ボタンを押すのである。
【００１１】
【実施例】
図１は、正対プリズム装置の尻と水平軸と鉛直軸の交点を露出させたものである。反射プリズム等の前面に正対状態の許容範囲を示す図形を描くこと、もしくは図形を描いたフィルターを置くものである。図形、マークの寸法は距離測定の許容差により定める。厳しい制限は、小さい枠、緩やかな制限は大きい枠で、測量作業の能率が良いのである。
【００１２】
手持ち作業時は、低感度の気泡管を視認して、作業時間を短縮し、支持脚で固定して使用するときは高感度の気泡管を視認して、距離の測定精度を高くできるのである。
【００１３】
トータルステーションのあおり角度と、正対プリズム装置のあおり角度を同じくできるのである。
【００１４】
【発明の効果】
従来、光波測距儀の特性として検証不能とされていた距離誤測の事象がなくなったのであるから、測量機械の性能の限界まで正確に測量できるのである。この発明を使用したことにより、成果の信頼性と精度が保証されるのである。
【００１５】
国土地理院の公共測量作業規程第４３条では、使用機器の定数証明書、機器検定証明書を成果に添付することで、成果の精度を担保することとしているのである。この発明の使用証明書を添付することで、経済取引の安定性と信頼性に寄与できるのである。
【００１６】
建設工事、大型機械の設置作業において、設計位置を現地に印す位置、設計図の現寸化、逆打ち測設の誤りは、激減することになるのである。
【００１７】
測量業、設計業、建設業、機械製造業、土地家屋調査士業につながる不動産登記行政および宅地建物取引業に大いに寄与することは必至である事と確信する。
【図面の簡単な説明】
【図１】正対プリズム装置を分解した、内部、外部の構造、断面および望遠鏡が視準する観測点の説明図である。
【符号の説明】
１ コーナーキューブ等
２ コーナーキューブ等の正対軸
３ 正対プリズム装置の尻、鉛直軸と水平軸の交点に一致する位置で、近距離かつ、あおり角の大きい時の鉛直角視準目標の微調整ねじ
４ コーナーキューブ等を固定する微調整ねじ
５ コーナーキューブ等の頂点、尻の位置を微調整するねじ
６ 鉛直軸およびポールの軸芯
７ 水平軸および回転の軸芯で遠距離の鉛直角視準目標
８ ポールおよび正対プリズム装置の尻の断面が入る溝
９ 上下スライドのキー溝
１０ 上下スライドのキー、爪
１１ コーナーキューブ等の重量に釣り合う重り兼ハンドルで着脱する装置
１２ 低感度気泡管の装置
１３ 高感度気泡管の装置
１４ 固定ねじ
１５ コーナーキューブ等の正面に距離誤差の許容範囲を示すフィルターまたは図形を描く装置
１６ コーナーキューブ等を保持して回転する腕
１７ あおり角を最大にするための断面の形状
１８ あおり角の分度目盛り
１９ あおり角の指標
２０ 石突の先端の超硬金属棒

Claims (2)

1. 反射プリズムと、当該反射プリズムを保持するポールを備えた正対プリズム装置であって、前記反射プリズムの表面からの内部光路と屈折率の複合による奥行きの長さ分離れた点を前記正対プリズム装置の尻とし、前記ポールは断面を鉛直軸が露出するように切り欠かれ、前記尻が入る溝が形成され、前記尻を前記ポールの前記鉛直軸に接させ、前記反射プリズムが前記尻を通過する水平軸周りに回転でき、前記反射プリズムの前面にマークが描かれていることを特徴とする正対プリズム装置。
2. 反射プリズムと、当該反射プリズムを保持するポールを備えた正対プリズム装置を用いて、斜距離及び鉛直角を測定する方法であって、前記反射プリズムの表面からの内部光路と屈折率の複合による奥行きの長さ分離れた点を前記正対プリズム装置の尻とし、当該尻を鉛直角の視準目標とし、前記ポールは断面を鉛直軸が露出するように切り欠かれ、前記尻が入る溝が形成され、前記尻を前記ポールの前記鉛直軸に接させ、光波測距儀、トータルステーション等の測量機器の望遠鏡の視準線を前記正対プリズム装置の尻に合わせて固定して、前記正対プリズム装置と前記望遠鏡が正対している状態を視認するために、前記反射プリズムを前記尻を通過する水平軸周りに回転させ、また、前記正対プリズム装置を前記鉛直軸周りに回転させ、前記正対プリズム装置の前面に描かれたマークを前記望遠鏡の視準線に一致させることを特徴とする斜距離及び鉛直角を測定する方法。

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