JP5199898B2 - Surveying instrument - Google Patents
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本発明は、プリズム等のターゲットを設置できない建物や電線等の高さを測定する遠隔測高(REM:Remote Elevation Measurement)が容易にできる測量機に関する。 The present invention relates to a surveying instrument that can easily perform remote elevation measurement (REM) that measures the height of a building, electric wire, or the like where a target such as a prism cannot be installed.
従来の遠隔測高について、図1に基づいて、トータルステーション(電子式測距測角儀)10を用いた電線12の高さ測定を例に説明する。この場合は、まず、プリズム16を固定したポール13を電線12の測定個所14の真下の地面18に直立させるとともにとともに、プリズム16を視準できる位置にトータルステーション10を設置して整準する。整準とは、測量機の縦軸を正確に鉛直することをいう。次に、プリズム16の真下地点20(ポール13の下端)からプリズム16までの高さh、すなわち視準高hを作業員が巻尺等で測定してトータルステーション10に入力する。
Conventional remote height measurement will be described with reference to FIG. 1 by taking, as an example, height measurement of an
次に、トータルステーション10でプリズム16を視準し、プリズム16までの斜距離Lとプリズム16の天頂角Z1(または高度角θ1、θ1=90°−Z1)を測定する。すると、トータルステーション10は、内蔵する図示しないCPUによって、プリズム16までの水平距離Sと、トータルステーション10の機械点10aを含む水平面Hからのプリズム高さh1が、それぞれ次のように算出される。
Next, the
S=L・cosθ1=L・cos(90°−Z1)=L・sinZ1 (1) S = L · cos θ 1 = L · cos (90 ° −Z 1 ) = L · sinZ 1 (1)
h1=L・sinθ1=L・sin(90°−Z1)=L・cosZ1 (2) h 1 = L · sin θ 1 = L · sin (90 ° −Z 1 ) = L · cos Z 1 (2)
次に、電線12の測定個所14をトータルステーション10で視準し、電線12の測定個所14の天頂角Z2(または高度角θ2、θ2=90°−Z2)を測定する。すると、トータルステーション10は、内蔵する図示しないCPUによって、トータルステーション10の機械点10aを含む水平面Hから測定個所14までの高さh2を次式(3)によって算出する。
Next, the
h2=S・tanθ2=S・tan(90°−Z2)=S・cotZ2=L・sinZ1・cotZ2=L・cosθ1・tanθ2 (3) h 2 = S · tan θ 2 = S · tan (90 ° −Z 2 ) = S · cotZ 2 = L · sinZ 1 · cotZ 2 = L · cosθ 1 · tan θ 2 (3)
それから、トータルステーション10は、プリズム16の真下地点20から測定個所14までの高さhtを次式(4)によって算出し、この高さhtを表示する(下記特許文献1参照)。
Then, the
ht=h−h1+h2=h−L・cosZ1+S・cotZ2=h−L・sinθ1+L・cosθ1・tanθ2 (4) ht = h−h 1 + h 2 = h−L · cosZ 1 + S · cotZ 2 = h−L · sin θ 1 + L · cos θ 1 · tan θ 2 (4)
しかしながら、前記特許文献1に記載されたものでは、視準高hを巻尺等で測定して測量機に入力する手間が必要であり、この手間が作業員には煩わしく、作業能率を低下させるという問題があった。
However, the method described in
本発明は、前記問題に鑑みてなされ、遠隔測高の際に視準高を作業員が巻尺等で測定して測量機に入力する手間がかからないようにした測量機を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a surveying instrument in which it is not necessary for an operator to measure the collimation height with a tape measure or the like and input it to the surveying instrument during remote measurement. To do.
前記課題を解決するため、請求項1に係る発明の測量機は、測定個所の真下に設置されたプリズムまでの斜距離及び前記プリズムの天頂角又は高度角を測定するプリズム測定手段と、前記プリズムの真下地点の天頂角又は高度角を測定する真下地点測角手段と、測定個所の天頂角又は高度角を測定する測定個所測角手段と、前記斜距離と前記プリズムの天頂角又は高度角とプリズムの真下地点の天頂角又は高度角と前記測定個所の天頂角又は高度角から測定個所の高さを算出する高さ算出手段とを備えた。
In order to solve the above-mentioned problem, the surveying instrument of the invention according to
請求項2に係る発明の測量機は、測定個所の真下に設置されたプリズムまでの斜距離及び前記プリズムの天頂角又は高度角を測定するプリズム測定手段と、前記プリズムを固定したポールの紅白の境界を視準して視準した紅白境界の天頂角又は高度角を測定する紅白境界測角手段と、前記視準した紅白境界より下の紅白境界の数を入力する紅白境界数入力手段と、測定個所の天頂角又は高度角を測定する測定個所測角手段と、前記プリズムまでの斜距離及び前記プリズムの天頂角又は高度角と前記視準した紅白境界の天頂角又は高度角と前記視準した紅白境界より下の紅白境界の数と前記測定個所の天頂角又は高度角から測定個所の高さを算出する高さ算出手段とを備えた。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a surveying instrument comprising: a prism measuring means for measuring an oblique distance to a prism and a zenith angle or an altitude angle of the prism installed immediately below a measurement location; and a red and white of a pole to which the prism is fixed. Red and white boundary angle measuring means for measuring the zenith angle or altitude angle of the red and white boundary collimated by collimating the boundary, and a red and white boundary number input means for inputting the number of red and white boundaries below the collimated red and white boundary; Measuring point angle measuring means for measuring the zenith angle or altitude angle of the measurement point, the oblique distance to the prism and the zenith angle or altitude angle of the prism and the zenith angle or altitude angle of the collimated red and white boundary and the collimation And a height calculation means for calculating the height of the measurement point from the number of red and white boundaries below the red and white boundary and the zenith angle or altitude angle of the measurement point.
請求項1に係る発明の測量機によれば、遠隔測高の際に視準高を作業員が巻尺等で測定して測量機に入力する代わりに、プリズムの真下地点の天頂角又は高度角の測定をするだけでよいので、遠隔測高の作業能率を大幅に向上させることができる。 According to the surveying instrument of the first aspect of the present invention, instead of the operator measuring the collimation height with a tape measure or the like and inputting it to the surveying instrument during remote surveying, the zenith angle or altitude angle directly below the prism Since it is only necessary to measure the distance, the work efficiency of telemetry can be greatly improved.
請求項2に係る発明の測量機によれば、遠隔測高の際に視準高を作業員が巻尺等で測定して測量機に入力する代わりに、プリズムを固定したポールの適当な紅白境界を視準して、視準した紅白境界の天頂角又は高度角を測定し、前記視準した紅白境界より下の紅白境界の数を入力するだけでよいので、遠隔測高の作業能率を大幅に向上させることができる。しかも、障害物等によってプリズムの真下地点を視準することができない場合でも、適当な紅白境界が視準できる場合、遠隔測高が可能になるので、作業能率をさらに向上させることができる。
According to the surveying instrument of the invention according to
以下、図面に基づいて、本発明の測量機の第1の実施例を説明する。図1は、本実施例の測量機で遠隔測高する方法を説明する図である。図2は、本実施例の測量機で行う遠隔測高の手順を説明するフローチャートである。 Hereinafter, a first embodiment of a surveying instrument of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining a method for remotely measuring the height with the surveying instrument of the present embodiment. FIG. 2 is a flowchart for explaining the procedure of remote height measurement performed by the surveying instrument of the present embodiment.
本実施例の測量機は、トータルステーション(以下、単に測量機と記載する。)10に図2に示した手順で遠隔測高を行う遠隔測高プログラムを内蔵させたものである。この測量機10による遠隔測高は、従来と同様に測量機10の機械点10aを含む水平面Hから測定個所14までの高さh2を求めるとともに、プリズム16の真下地点20を測量機10で視準し、測量機10の機械点10aを含む水平面Hのプリズム16の真下地点20からの高さh3を求め、これから、プリズム16の真下地点20から測定個所14までの高さhtをht=h2+h3から算出するものである。
The surveying instrument of this embodiment is a total station (hereinafter simply referred to as a surveying instrument) 10 having a built-in remote surveying program for performing remote surveying according to the procedure shown in FIG. In the remote height measurement by the
この測量機10による遠隔測高も、最初に従来と同じく、測量機10を適切な位置に設置して整準するとともに、プリズム16の位置について、従来どおりの位置決めを行い、測定個所14の真下にプリズム16を設置する。プリズム16を装着したポール13を鉛直にするため、ポール13には着脱可能な円形気泡管15が装着される。
In the remote height measurement by the
さて、遠隔測高プログラムをスタートさせると、まず、ステップS1に進んで、測量機10の表示部(図示省略)にプリズム16を視準するようにと指示が出る。そこで、作業員が測量機10でプリズム16を視準すると、プリズム16までの斜距離L及びプリズム16の天頂角Z1(又は高度角θ1)とが測定される。このステップS1は、請求項1に係る発明のプリズム測定手段に相当する。
When the remote height measurement program is started, the process first proceeds to step S1, and an instruction is given to collimate the
次に、ステップS2に進んで、測量機10に内蔵された図示しないCPUは、従来と同様に(1)式によってプリズム16までの水平距離S=L・cosθ1=L・sinZ1を算出する。
Next, proceeding to step S2, the CPU (not shown) built in the surveying instrument 10 calculates the horizontal distance S = L · cos θ 1 = L · sinZ 1 to the
次に、ステップS3に進んで、測量機10の表示部にプリズム16の真下地点20を視準するようにとの指示が出る。そこで、作業員が測量機10でプリズム16の真下地点20を視準すると、プリズム16の真下地点20の天頂角Z3(又は高度角θ3)が測定される。このステップS3は、請求項1に係る発明の真下地点測角手段に相当する。
Next, proceeding to step S3, an instruction is given to collimate the
次に、ステップS4に進んで、測量機10に内蔵されCPUは、測量機10の機械点10aを含む水平面Hのプリズム16の真下地点20からの高さh3を次式(5)によって算出する。
Then calculated, the routine proceeds to step S4, CPU incorporated in the surveying
h3=−S・tanθ3=−S・cotZ3=−L・cosθ1・tanθ3=−L・sinZ1・cotZ3 (5) h 3 = −S · tan θ 3 = −S · cot Z 3 = −L · cos θ 1 · tan θ 3 = −L · sin Z 1 · cot Z 3 (5)
ここで、h3=−S・tanθ3=−S・cotZ3のように負号を付すのは、θ3<0、Z3>90°で、tanθ3=<0、cotZ3<0となるからである。
Here, given the negative sign as h 3 = -S · tanθ 3 = -S ·
次に、ステップS5に進んで、測量機10の表示部に測定個所14を視準するようにと指示が出る。そこで、作業員が測量機10で測定個所14を視準すると、測定個所14の天頂角Z2(又は高度角θ2)が測定される。このステップS5は、請求項1に係る発明の測定個所測角手段に相当する。それから、ステップS6に進んで、測量機10に内蔵されたCPUは、測量機10の機械点10aを含む水平面Hから測定個所14までの高さh2を従来と同様に(3)式によって算出する。
Next, it progresses to step S5 and an instruction | indication comes out to collimate the
次に、ステップS7に進んで、プリズム16の真下地点20から測定個所14までの高さhtを次式(6)によって算出し、その高さhtを測量機10の表示部に表示する。
Next, proceeding to step S7, the height ht from the
ht=h3+h2=−L・cosθ1・tanθ3+L・cosθ1・tanθ2=−L・sinZ1・cotZ3+L・sinZ1・cotZ2=L・cosθ1(tanθ2−tanθ3)=L・sinZ1(cotZ2−cotZ3) (6) ht = h 3 + h 2 = −L · cos θ 1 · tan θ 3 + L · cos θ 1 · tan θ 2 = −L · sinZ 1 · cotZ 3 + L · sinZ 1 · cotZ 2 = L · cosθ 1 (tanθ 2 −tanθ 3 ) = L · sinZ 1 (cotZ 2 -cotZ 3 ) (6)
このステップS7、前述したステップS2、S4及びS6は、請求項1に係る発明の高さ算出手段に相当する。以下、別の測定を指示されるまで、測定個所14の高さhtが表示部に表示される。
This step S7 and the above-mentioned steps S2, S4 and S6 correspond to the height calculating means of the invention according to
ところで、本実施例においては、図2に示したフローチャートにおいて、ステップS2、S4及びS6を省略して、ステップS1、S3、S5で、それぞれ斜距離L及び天頂角Z1、Z3、Z2を測定し、ステップS7で(6)式を用いてhtを算出するように変更してもよい。なお、測量機10の高さは、電線12の高さを求めるのに関係しない。また、プリズム16の真下地点20と設置高さが上下しても、測定個所14の高さhtは求まる。
By the way, in the present embodiment, steps S2, S4 and S6 are omitted in the flowchart shown in FIG. 2, and the oblique distance L and the zenith angles Z 1 , Z 3 and Z 2 are omitted in steps S1, S3 and S5, respectively. It may be changed so that ht is calculated by using equation (6) in step S7. Note that the height of the surveying
本実施例によれば、遠隔測高の際に、視準高hを作業員が巻尺等で測定して測量機10に入力する代わりに、プリズム16の真下地点20の天頂角Z3(又は高度角θ3)の測定をするだけでよいので、遠隔測高の作業能率を大幅に向上させることができる。
According to the present embodiment, at the time of remote measurement, instead of the operator measuring the collimation height h with a tape measure and inputting it to the surveying
次に、本発明の測量機の第2の実施例を説明する。この測量機10は、図3に示したように、障害物22によって、プリズム16の真下地点20(ポール13の下端)が測量機10から見えない場合でも、電線12等の測定個所14の高さを測定できるようにするものである。
Next, a second embodiment of the surveying instrument of the present invention will be described. As shown in FIG. 3, the surveying
図4に示したように、ポール13は、20cm間隔で紅白に着色されている。ポール13の下端の石突きの高さは7cmであるから、プリズム16の真下地点20から一番下の紅白境界13cまでの高さatは、27cmとなり、測量機10に記憶される。そこで、測量機10から適当な紅白境界13cを視準すれば、プリズム16の真下地点20から視準した紅白境界17までの高さh4は、視準した紅白境界17より下側の紅白境界13cの数n(視準した紅白境界17は除く。)とすると、h4=at+20n(cm)となる。このh4は、作業員が暗算で求めることもできるが、作業員の負担を極力減らすため、視準した紅白境界17より下側の紅白境界13cの数nを入力するだけにした。
As shown in FIG. 4, the
遠隔測高するには、図3に示したように、従来と同様に測量機10の機械点10aを含む水平面Hから測定個所14までの高さh2を求めるとともに、視準可能な適当な紅白境界17を視準して、視準した紅白境界17から測量機10の機械点10aを含む水平面Hまでの高さh3’を求めれば、これから、プリズム16の真下地点20から測定個所14までの高さhtをht=h2+h3’+at+20n=h2+h3’+27+20n(cm)から算出することができる。
For remote height measurement, as shown in FIG. 3, the height h 2 from the horizontal plane H including the
図5に基づいて、測量機10に内蔵された遠隔測高プログラムによる手順について説明する。遠隔測高プログラムをスタートさせると、まず、ステップS10に進んで、測量機10の表示部(図示省略)に、プリズム16の真下地点20を視準できるか否か問われる。視準できる場合、作業員が測量機10のキーボード(図示省略)から視準できる旨回答すると、ステップS1に進む。これ以後は、前記第1の実施例と同じである。
Based on FIG. 5, the procedure by the remote height measurement program built in the surveying
プリズム16の真下地点20を視準できない場合、作業員が視準できない旨回答すると、ステップS11に進み、続いてステップS12に進む。このステップS11及びS12は、前記第1の実施例のステップS1及びS2と同じである。このステップS11は、請求項2に係る発明のプリズム測定手段に相当する。
When the
次に、ステップS13に進むと、測量機10の表示部に、ポール13の紅白境界13cを視準するようにとの指示が出る。そこで、作業員は、視準可能な適当な紅白境界17を視準する。これで、視準した紅白境界17の天頂角Z3’(又は高度角θ3’)が測定される。このステップS13は、請求項2に係る発明の紅白境界測角手段に相当する。
Next, in step S13, an instruction to collimate the red / white boundary 13c of the
次に、ステップS14に進んで、測量機10に内蔵されCPUは、測量機10の機械点10aを含む水平面Hの視準した紅白の境界17からの高さh3’を次式(7)によって算出する。
Next, proceeding to step S14, the CPU built in the surveying
h3’=−S・tanθ3’=−S・cotZ3’=−L・cosθ1・tanθ3’=−L・sinZ1・cotZ3’ (7) h 3 ′ = −S · tan θ 3 ′ = −S · cot Z 3 ′ = −L · cos θ 1 · tan θ 3 ′ = −L · sinZ 1 · cotZ 3 ′ (7)
次に、ステップS15に進んで、測量機10の表示部に、視準した紅白境界17より下に存在する紅白境界13cの数nを入力するようにと指示が出る。そこで、作業員が視準した紅白境界17より下に存在する紅白境界13cの数nを数えて、キーボードから入力する。このステップS15は、請求項2に係る発明の紅白境界高入力手段に相当する。
Next, the process proceeds to step S15, and an instruction is issued to input the number n of red and white boundaries 13c existing below the collimated red and
次にステップS16に進んで、測量機10の表示部に、測定個所14を視準するようにとの指示が出る。そこで、作業員が測量機10で測定個所14を視準すると、測定個所14の天頂角Z2(又は高度角θ2)が測定される。このステップS16は、請求項2に係る発明の測定個所測角手段に相当する。
Next, the process proceeds to step S <b> 16, and an instruction is given to collimate the
次に、ステップS17に進んで、測量機10に内蔵されたCPUは、測量機10の機械点10aを含む水平面Hから測定個所14までの高さh2を従来と同様に(3)式によって算出する。それから、ステップS18に進んで、プリズム16の真下地点20から測定個所14までの高さhtを次式(8)によって算出し、その高さhtを測量機10の表示部に表示する。
Then, the process proceeds to step S17, incorporated in the surveying
ht=h3’+h2+at+h4=−L・cosθ1・tanθ3’+L・cosθ1・tanθ2+at+h4=−L・sinZ1・cotZ3’+L・sinZ1・cotZ2+at+h4=L・cosθ1(tanθ2−tanθ3’)+at+h4=L・sinZ1(cotZ2−cotZ3’)+at+h4 (8)
ht = h 3 '+ h 2 + a t +
このステップS18、前述したステップS12及びS17は、請求項2に係る発明の高さ算出手段に相当する。
Step S18 and steps S12 and S17 described above correspond to the height calculation means of the invention according to
本実施例の場合も、遠隔測高の際に、視準高hを作業員が巻尺等で測定して測量機10に入力する代わりに、プリズム16を固定したポール13の適当な紅白境界17を視準して、視準した紅白境界17の天頂角Z3’(又は高度角θ3’)を測定し、前記視準した紅白境界17より下の紅白境界13cの数nを入力するだけでよいので、遠隔測高の作業能率を大幅に向上させることができる。しかも、障害物22等によって、プリズム16の真下地点20が測量機10から見えない場合でも、測定個所14の高さhtを測定できて便利である。
Also in this embodiment, instead of measuring the collimation height h with a tape measure and inputting it to the surveying
10 測量機
13 ポール
13c、17 紅白境界
14 測定個所
16 プリズム
20 プリズムの真下地点
L 斜距離
θ1、θ2、θ3、θ3’高度角
Z1、Z2、Z3、Z3’天頂角
10
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