JP4933852B2 - Gpsを用いた測量システム - Google Patents
Gpsを用いた測量システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4933852B2 JP4933852B2 JP2006188625A JP2006188625A JP4933852B2 JP 4933852 B2 JP4933852 B2 JP 4933852B2 JP 2006188625 A JP2006188625 A JP 2006188625A JP 2006188625 A JP2006188625 A JP 2006188625A JP 4933852 B2 JP4933852 B2 JP 4933852B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gps
- steel pipe
- total station
- reflector
- station
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Description
そこで、測量櫓を設置することなく、しかも測量の効率化を図る方法が、例えば特許文献1に提案されている。
特許文献1は、海上で動揺する鋼管杭を打設するための杭リーダ(鋼管杭を支持して打設方向に送り込む装置)を装備した杭打ち船に1台のトータルステーションを設置し、このトータルステーションで杭リーダを視準して位置座標を自動測量すると共に、RTK(リアルタイムキネマテック)−GPS測量によりトータルステーションの位置を観測することで、動揺する杭打ち船(トータルステーション)の位置をリアルタイムに確認しながら鋼管杭の打設施工を行うものである。
とくに、近年では、海上施工のように厳しい施工条件であっても鋼管杭の打設精度を確保(例えば±50mm以内)することが要求され、施工精度に余裕をもたせることをなくして工事費の増大を抑える傾向があり、鋼管杭が不規則に揺れ、回転などする場合における好適な測量方法が求められていた。
本発明では、トータルステーションによって移動体に設けた反射体を自動で視準し、さらにGPS移動局を備えたトータルステーションはGPSによって常に絶対位置が求められている。そして、トータルステーションによって視準した反射体の位置座標を補正し、移動体の現実の位置を把握し、移動体の計画位置と現実の位置とを比較しながら、移動体を計画位置となるように精度よく確実に位置決めすることができる。さらに、複数のトータルステーションによって移動体を視準する構成であり、移動体の動きに対応することができる。
本発明では、モニタは、移動体の現実の位置と計画位置とが重ね合わされて同一平面上のモニタにリアルタイムに表示させることができる。そして、このモニタを確認しながら、移動体の位置決め操作を行うことができる。
本発明では、複数のトータルステーションによって同時に視準することで杭の中心位置を算出することができる。
本発明では、遮蔽板を設けることで、トータルステーションによって二つの反射体を同時に捕捉することがなくなり、例えば移動体が回転などしたときに、周方向隣の反射体を自動的に捕捉して、自動追尾することができる。
すなわち、本測量システムでは、海上の架台上のトータルステーションの変動量をリアルタイムに把握し、基準点(GPS移動局)の位置座標を修正することにより、変動する条件により発生する誤差を打ち消すことができる。
図1は本発明の実施の形態による測量システムの全体概要を示す図、図2は鋼管杭に設けられる反射体の取付け状態を示す水平断面図、図3はモニタの表示内容を示す図、図4は測量システムにおける測量手順を示すフローチャート、図5はトータルステーションによる視準状態を示す概要図である。
本測量システム1は、海上に配置されている3台の台船などの架台3の夫々に設けられていて鋼管杭2を視準するトータルステーション10(10A,10B、10C)と、鋼管杭2の頭部付近周囲に固定された複数の反射体20と、陸上4に設けられた1台のGPS固定局31と、トータルステーション10に設けられていて基準点をなすGPS移動局32(32A、32B、32C)とを備えている。
これから、架台3とGPS移動局32とトータルステーション10の望遠鏡中心位置との相対位置関係は固定されることになる。なお、GPS移動局32は必ずしもトータルステーション10に直接的に設けられている必要はなく、トータルステーション10との相対位置関係が固定できる範囲で、同じ架台3上でトータルステーション10の付近に別途に設けてもよい。本実施の形態では、この位置関係を満たす範囲で架台上にGPS移動局が設けられるものであり、トータルステーションに直接的に設ける場合も含むものとする。
そして、測量システム1には、GPS移動局32(トータルステーション10)の位置座標(後述する移動局位置座標P)から、トータルステーション10によって視準された鋼管杭2の位置座標(後述する現実位置座標R)を算出して、さらに鋼管杭2の中心位置(後述する現実中心位置K0)を算出し、鋼管杭2の計画中心位置Kiと比較するコンピュータ40が設けられ、その現実中心位置K0と計画中心位置Kiとを出力するモニタ50が設けられている。
先ず、鋼管杭2は、その杭上端部が振動機能を有するバイブロハンマ(図示省略)によって支持され、そのバイブロハンマと共に船上に装備されたクレーン5によって吊られた状態とされている。そして、鋼管杭2は、海上における計画した打ち込み位置(計画位置)に鉛直方向に吊り降ろされると共に、バイブロハンマの振動によって海底地盤に打ち込まれる。なお、鋼管杭2は、クレーン5で吊られている状態であることから、通常は吊り降ろしの際に杭周方向に回転したり揺れが生じるものであり、これに基づいて以下説明する。
そして、GPS固定局31及びGPS移動局32は、とくに図示はしないが、それぞれアンテナ及び受信機を備えている。これらは、GPS30からの電波を受信する。この受信信号はGPS移動局32の位置座標を特定できるものであり、この信号が無線又は有線によりコンピュータ40に転送される。
また、トータルステーション10は、前記GPS移動局32との相対位置が変わらないため、GPS30により常に絶対位置が把握されている状態とされる。
そして、3台のトータルステーション10A、10B、10Cでは、鋼管杭2に対して3方向からそれぞれ視準し、刻々と変化する反射体20の位置座標(これを、反射体位置座標R(RA(XRA、YRA、ZRA)、RB(XRB、YRB、ZRB)、RC(XRC、YRC、ZRC)とする)、或いはそれぞれのトータルステーション10A、10B、10Cからそれぞれの反射体20までの方位角と鉛直角および距離情報としてのrA、rB、rCを得て、それらの情報を所定時間毎に有線或いは無線でコンピュータ40に送信する。
そして、各反射体20には、遮蔽板21が設けられ、所定の角度で入射されるトータルステーション10のレーザ光を遮断する構成をなしている。遮蔽板21を設けることで、トータルステーション10によって二つの反射体20を同時に捕捉することがなくなり、鋼管杭2が回転したときに、一時的に捕捉状態が途切れても直ぐに周方向隣の反射体20を自動的に捕捉して、自動追尾することができる。
つまり、施工中に鋼管杭2が回転し、初めに視準していた反射体20(これを符号20Aとする)が視準できなくなったときに、自動的に隣の反射体20B(あるいは符号20Cの反射体)に切り替えて視準することができる。したがって、トータルステーション10の自動追尾範囲内において、視準範囲内から視準していた反射体20が外れる場合であっても測量不能になることを防止できる。
図1に示すように、コンピュータ40は、解析手段41と比較手段42とを備えている。
解析手段41は、各トータルステーション10、GPS固定局31及びGPS移動局32から第一通信手段43によって伝達される信号(移動局位置情報、固定局位置情報、反射体位置座標R或いはトータルステーション10から反射体20までの方位角と鉛直角及び距離情報r)に基づいて鋼管杭2の現実の位置(鋼管杭2に取り付けた反射体20の現実の位置でもあり、これを補正反射体位置座標R’とする)を算出するものである。
具体的には、GPS30からの信号を受けたGPS移動局32の受信信号とGPS固定局31の受信信号によって、GPS固定局位置座標P0、GPS移動局位置座標Pが算出される。GPS移動局32とトータルステーション10の望遠鏡中心位置については、架台の変動が水平方向の変動だけで水平方向の回転や鉛直方向の傾斜変動が無視できる場合にはその相対位置関係が決まるので、トータルステーション10の望遠鏡中心位置座標が算出される。そして、このトータルステーション10の望遠鏡中心位置座標に、トータルステーション10の望遠鏡中心を基準とした3次元直交座標系における反射体位置座標Rをそれぞれの座標毎に加算して補正反射体位置座標R’が算出される。あるいは、トータルステーション10からの情報が反射体20までの方位角と鉛直角および距離情報rである場合には、その情報rを基に3次元直交座標系に換算して反射体位置座標Rとしてからトータルステーション10の望遠鏡中心位置座標に加算して補正反射体位置座標R’が算出される。
なお、補正反射体位置座標R’は、トータルステーション10A、10B、10C毎に、R’A(XR’A、YR’A、ZR´A)、R’B(XR’B、YR’B、ZR´B)、R’C(XR’C、YR’C、ZR´C)とされる。
なお、ここで、鋼管杭2(移動体)の現実の中心位置が鋼管杭2の現実の位置となる。これは鋼管杭2が円形であるためで、円形の場合の位置把握としては中心位置が適当だからである。移動体の位置把握に方向が関係してくるような場合、例えば移動体が三角形、長方形、不定形のような場合では、この移動体の現実の位置を把握する部位としては、移動体の外形の頂点、重心位置、外形線を採用する等、種々ある。いすれにしても、移動体の位置把握に最適な部位を採用すればよい。そしてこれらの部位による移動体の現実の位置は、移動体に取り付けた反射体の補正反射体位置から計算によって算出される。当然、移動体の計画位置は移動体の現実の位置を採用した部位と同じとなる。
また、打設された鋼管杭2の位置は、コンピュータ40に記録、保管させるようにしてもよい。さらに、鋼管杭2の施工中の振れに対するクレーン5の操作データ(揚重速度など)と合わせてデータ管理してもよい。
また、符号10A、10B、10Cのトータルステーションは、夫々を区別するために第一乃至第三トータルステーションと呼ぶ。
先ず、ステップS1では、打設する鋼管杭2の水平面における計画位置(図5の符号S)の計画中心位置Ki(XKi、YKi)と、GPS固定局31の固定局位置座標P0(XP0、YP0)をコンピュータ40(図1参照)に設定しておく。このとき、GPS移動局32を備えている各トータルステーション10は、GPS移動局32との相対位置が変わることがないため、GPS30により常に絶対位置が把握されている状態となっている。
さらに、ステップS4では、ステップS2及びS3で得られた位置情報がコンピュータ40に転送される。このとき、反射体位置座標RAは、解析手段41により移動局位置座標PAに応じて補正反射体位置座標R’A(XR’A、YR’A)に補正される(図1参照)。
次いで、ステップS5では、コンピュータ40の比較手段42によってステップS4で算出された3点の補正反射体位置座標R’A、R’B、R’Cから平面視で鋼管杭2の円の中心位置、すなわち現実中心位置K0(XK0、YK0)が算出される。
そして、ステップS2〜S7は、図5に示す時刻T1におけるものであり、トータルステーション10による視準及びGPS30による観測は自動でリアルタイムに行われているため、時刻T2、T3、…において順次ステップS2〜S7を実行させることで、モニタ50にはリアルタイムで現在位置を表示することができる。
このように、測量システム1では、鋼管杭2の現在の位置をリアルタイムで把握でき、鋼管杭2の計画位置と比較しながらクレーン5を使用して鋼管杭2を位置決めして、打ち込みすることができる。
なお、本測量システム1では、測量開始時に各トータルステーション10で反射体20に照準を合わせれば自動的に測量管理が可能となり、測量工の人員を削減することができる。
すなわち、本測量システム1では、海上の架台3上のトータルステーション10の変動量をリアルタイムに把握し、基準点(GPS移動局32)の位置座標を補正することにより、変動する条件により発生する誤差を打ち消すことができる。
例えば、本実施の形態では3台のトータルステーション10A、10B、10Cを用いて鋼管杭2を視準しているが、この鋼管杭視準用のトータルステーションは2台或いは4台以上であってもかまわない。
また、本実施の形態では、GPS移動局32(トータルステーション10)を架台3上に設置しているが、これに限定されることはなく、海上の所定位置に配置されている動揺体、例えば、導杭導枠、起重機船、桟橋などの架台或いは振動の影響を受ける地盤(これも本発明の「架台」に相当する)に適用することができる。
さらに、架台3が鉛直方向の傾斜変動をも伴う場合(変形例2)には、この架台3上の別の位置にGPS移動局を別途2台設ける。この場合、この3台のGPS移動局の位置情報から、トータルステーションの望遠鏡中心位置座標と、架台3の水平方向の向き(方位角)の変動量が算出される。そして、トータルステーションで測量した方位角に前記架台3の向きの変動量を加算して修正方位角とし、これを基に反射体位置座標Rが算出される。その後、トータルステーションの望遠鏡中心位置座標に反射体位置座標Rを加算して補正反射体位置座標R´が算出される。
いずれにしても、GPS移動局の架台3への設置台数は架台3の変動状況によって変わるものであるから、架台3の変動状況を勘案してそれぞれの架台3毎にGPS移動局の設置台数を決めればよい。
それから、本発明の測量システムにおいて、解析手段では移動体の補正反射体位置だけの出力(モニタ表示)、移動体の現実の位置までの出力(モニタ表示)、でよい場合が考えられるので、コンピュータ40の解析手段、比較手段それぞれは、その場合に対応できるような出力手段を有している。
2 鋼管杭
3 架台
5 クレーン
10 トータルステーション
20 反射体
21 遮蔽板
30 GPS
31 GPS固定局
32 GPS移動局
40 コンピュータ
41 解析手段
42 比較手段
50 モニタ
Claims (4)
- 海上に施工される移動体を測量するGPSを用いた測量システムであって、
GPS固定局と、
自動追尾機能を有する複数のトータルステーションと、
前記複数のトータルステーションの内少なくとも1台が設置されるとともに、前記移動体とは独立して水面の変動によって不規則に位置が変動する環境にある架台と、
前記トータルステーションが設置されて前記架台に設けられた少なくとも1台のGPS移動局と、
前記移動体に固定されていて前記トータルステーションと同数以上の反射体と、
前記複数のトータルステーションがそれぞれ前記反射体の一つを視準して得られた前記反射体の現実の位置を、前記トータルステーションと同一の前記架台上にあるGPS移動局の位置あるいは前記トータルステーションの当初設定の位置に基づき算出し、さらに前記複数の反射体の現実の位置から前記移動体の現実の位置を算出する解析手段と、
前記移動体の前記現実の位置と前記移動体の計画位置との差を演算する比較手段と、
を備えていることを特徴とするGPSを用いた測量システム。 - 前記解析手段で算出された前記移動体の前記現実の位置と、前記移動体の計画位置とを表示するモニタが設けられていることを特徴とする請求項1に記載のGPSを用いた測量システム。
- 前記移動体は杭であって、前記杭の周面に周方向に所定間隔をもって前記反射体が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のGPSを用いた測量システム。
- 前記杭の周方向で前記反射体の側方には、前記杭の周面より外方に向けて突出する遮蔽板が設けられていることを特徴とする請求項3に記載のGPSを用いた測量システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006188625A JP4933852B2 (ja) | 2006-07-07 | 2006-07-07 | Gpsを用いた測量システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006188625A JP4933852B2 (ja) | 2006-07-07 | 2006-07-07 | Gpsを用いた測量システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008014877A JP2008014877A (ja) | 2008-01-24 |
JP4933852B2 true JP4933852B2 (ja) | 2012-05-16 |
Family
ID=39072022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006188625A Expired - Fee Related JP4933852B2 (ja) | 2006-07-07 | 2006-07-07 | Gpsを用いた測量システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4933852B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104793226A (zh) * | 2015-04-15 | 2015-07-22 | 广州市地平线岩土工程有限公司 | 一种基于rtk技术的打桩定位辅助系统及其使用方法 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5984491B2 (ja) * | 2012-05-01 | 2016-09-06 | 東洋建設株式会社 | ケーソン誘導管理システム及びこれを利用したケーソンの誘導管理方法 |
JP2014102118A (ja) * | 2012-11-19 | 2014-06-05 | Tamagawa Seiki Co Ltd | 位置特定システム及びそれを用いての杭打ち位置特定方法 |
JP6271349B2 (ja) * | 2014-06-20 | 2018-01-31 | 東亜建設工業株式会社 | 鋼管杭の回転ずれ監視方法およびシステム |
JP6847621B2 (ja) * | 2016-09-30 | 2021-03-24 | 大和ハウス工業株式会社 | 施工管理システム |
CN112334790A (zh) * | 2019-08-21 | 2021-02-05 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 可移动物体的定位系统与定位方法、可移动物体、存储介质 |
JP7217483B1 (ja) | 2022-09-22 | 2023-02-03 | 大末建設株式会社 | 杭芯位置調査システム |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63210614A (ja) * | 1987-02-26 | 1988-09-01 | Asakawagumi:Kk | 杭打設における杭の鉛直矯正方法 |
JP3136505B2 (ja) * | 1994-03-30 | 2001-02-19 | 五洋建設株式会社 | 水中作業機等の位置出し方法 |
JP3474658B2 (ja) * | 1994-12-13 | 2003-12-08 | 西松建設株式会社 | 危険区域の遠隔測量方法 |
JP2002021077A (ja) * | 2000-07-03 | 2002-01-23 | Unico Corporation | 円柱状物の位置観測方法 |
JP3676277B2 (ja) * | 2001-09-27 | 2005-07-27 | 復建調査設計株式会社 | 杭打設方法 |
JP2004138580A (ja) * | 2002-10-21 | 2004-05-13 | Shimizu Corp | 杭位置計測装置、及び杭位置計測方法 |
-
2006
- 2006-07-07 JP JP2006188625A patent/JP4933852B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104793226A (zh) * | 2015-04-15 | 2015-07-22 | 广州市地平线岩土工程有限公司 | 一种基于rtk技术的打桩定位辅助系统及其使用方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008014877A (ja) | 2008-01-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4933852B2 (ja) | Gpsを用いた測量システム | |
CN105339554B (zh) | 打桩方法和系统 | |
US10323941B2 (en) | Offshore positioning system and method | |
US20080177450A1 (en) | Ground Engineering Apparatus and Method | |
JPWO2019012650A1 (ja) | 測定冶具および油圧ショベルの較正方法 | |
JP2021148586A (ja) | 建設作業機械の測位較正方法及びその測位較正コントローラ | |
JP6300152B2 (ja) | クレーン船の吊り位置計測装置及び吊り位置計測方法 | |
JP5557163B2 (ja) | 水中構造物の据付装置 | |
CN206707628U (zh) | 基于北斗定向定位技术的工程机械倾斜校正系统 | |
JP2012144924A (ja) | 水中掘削・均し作業機による掘削・均しの方法とその施工管理装置 | |
US20190242700A1 (en) | Offshore positioning system and method | |
JP3676277B2 (ja) | 杭打設方法 | |
JP6327561B2 (ja) | クレーン船用吊り位置測定装置及びクレーン船の吊り位置測定方法 | |
JP7372003B2 (ja) | 丁張方法及び丁張システム | |
CN103711127A (zh) | 振捣机实时监测定位系统及方法 | |
JP6233740B2 (ja) | クレーン船用吊り位置検出装置の自動設定方法 | |
JP7039746B1 (ja) | 作業機械 | |
US11499297B2 (en) | Measuring arrangement for measuring three dimensional location and orientation of the center axis of first axle in relation to the center axis of second axle | |
JP2006220476A (ja) | 測量用ターゲット及び測量方法 | |
JP5598797B2 (ja) | 測量装置 | |
CN110726572A (zh) | 打桩智能监控系统及方法、存储介质 | |
JP2019203297A (ja) | 管理システム | |
JPH06988B2 (ja) | 杭打船における打設杭の姿勢表示方法 | |
AU2018228853A1 (en) | Automatic surveying program and automatic surveying system | |
KR200191599Y1 (ko) | 디지피에스를 이용한 준설 시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090323 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111018 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120124 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120217 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150224 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150224 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150224 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |