JP5556018B2 - Standard black position accuracy monitoring system, reference black position accuracy monitoring method - Google Patents
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Description
本発明は、建物を構築する際などに墨出しされた基準墨の位置精度の監視システム及び方法に関する。 The present invention relates to a system and method for monitoring the accuracy of the position of a reference ink that has been marked when a building is constructed.
複数層の建物を構築する場合には、建物の構築の進行に合わせて、水平方向の位置の基準となる基準墨を、順次、下階から上階へと盛り替える盛替作業を行う必要がある。 When building a multi-layered building, it is necessary to perform refilling work to reorder the reference ink, which serves as the reference for the horizontal position, from the lower floor to the upper floor in order as the building progresses. is there.
このような基準墨の位置精度の計測方法として、例えば、特許文献１にはＧＰＳ装置を用いた方法が記載されている。具体的には、建物の最上層の基準墨が墨出しされた位置に第１のＧＰＳ受信手段を設置するとともに、建物の周囲に第２のＧＰＳ受信手段を設置し、第１及び第２のＧＰＳ受信手段により受信されたＧＰＳ電波に基づき、第１のＧＰＳ受信手段の設置された位置の座標を求め、この座標と本来墨出しされるべき位置の座標とを比較することにより、基準墨の位置精度を計測する。
しかしながら、建物は強風や地震により変位を生じ、特に、その変位は高層建物において大きくなる。このように強風や地震により変位が生じた状態で、基準墨の盛り替え作業を行うと、盛り替えた基準墨に誤差が生じてしまう。 However, buildings are displaced by strong winds and earthquakes, and the displacement is particularly large in high-rise buildings. In this way, if the reference ink replacement work is performed in a state where the displacement is caused by a strong wind or an earthquake, an error occurs in the changed reference ink.
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、強風や地震の影響により下階から上階に盛り替えた基準墨に生じる誤差を抑えることである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to suppress an error that occurs in the reference ink that has been replaced from the lower floor to the upper floor due to the influence of strong winds or earthquakes.
本発明の基準墨の位置精度の監視システムは、建物の上層階に墨出しされた基準墨の位置精度を監視するシステムであって、前記建物の上層階に設置されたＧＰＳ観測局と、前記建物に所定以上の変位が生じているか否かを検知又は推定する変位判別手段と、現場において測定された前記ＧＰＳ観測局に対する前記基準墨の相対位置座標の入力を受け付ける入力部と、前記ＧＰＳ観測局が受信したＧＰＳ電波に基づき当該ＧＰＳ観測局の絶対位置座標を取得するＧＰＳ座標取得部と、前記取得した絶対位置座標と、前記入力を受け付けた相対位置座標とに基づき、前記基準墨の絶対位置座標を算出する墨出し座標算出部と、前記変位検知手段により前記建物に所定以上の変位が生じていないことが検知又は推定された時間における、前記基準墨の絶対位置座標と本来基準墨が墨出しされるべき位置の絶対位置座標との誤差を算出する誤差算出部と、を備えることを特徴とする。 The system for monitoring the accuracy of the position of the reference ink of the present invention is a system for monitoring the accuracy of the position of the reference ink drawn on the upper floor of the building, the GPS observation station installed on the upper floor of the building, Displacement determining means for detecting or estimating whether or not a predetermined displacement has occurred in the building, an input unit for receiving an input of a relative position coordinate of the reference black relative to the GPS observation station measured in the field, and the GPS observation Based on the GPS coordinate acquisition unit that acquires the absolute position coordinates of the GPS observation station based on the GPS radio wave received by the station, the absolute position coordinates acquired, and the absolute position coordinates of the reference black based on the received relative position coordinates The inking coordinate calculation unit for calculating the position coordinates, and the reference at the time when the displacement detecting means detects or estimates that the building does not have a predetermined displacement or more. Absolute coordinates and the original reference Sumi is characterized in that it comprises, an error calculation unit for calculating an error between the absolute position coordinate of the position to be put out ink.
上記のシステムにおいて、前記変位検知手段は、加速度計又は風速計を含んでもよい。 In the system described above, the displacement detection means may include an accelerometer or an anemometer.
また、前記建物の近傍の他の建物の上部に設置されたＧＰＳ基準局を備え、前記ＧＰＳ位置座標取得部は、前記ＧＰＳ観測局と前記ＧＰＳ基準局とが受信したＧＰＳ電波に基づき、相対測位により前記ＧＰＳ観測局の絶対位置座標を取得してもよい。 The GPS reference station installed in the upper part of the other building near the building, the GPS position coordinate acquisition unit based on the GPS radio wave received by the GPS observation station and the GPS reference station, by the relative positioning You may acquire the absolute position coordinate of a GPS observation station.
また、前記誤差算出部は、所定の測定時間内の前記基準墨の絶対位置座標の標準偏差及び変動係数が所定の閾値よりも小さい時間帯における、前記基準墨の絶対位置座標の平均値と、前記本来基準墨が墨出しされるべき位置の絶対位置座標との誤差を算出してもよい。 Further, the error calculation unit, the average value of the absolute position coordinates of the reference black in a time zone in which the standard deviation and variation coefficient of the absolute position coordinates of the reference black within a predetermined measurement time is smaller than a predetermined threshold; You may calculate the difference | error with the absolute position coordinate of the position where the original reference | standard black should be inked.
また、前記基準墨は複数点墨出しされており、前記入力部は、各基準墨の前記ＧＰＳ観測局に対する相対位置座標の入力を受け付け、前記墨出し座標算出部は、各基準墨の絶対位置座標を算出し、前記誤差算出部は、前記変位検知手段により前記建物に所定以上の変位が生じていないことが検知又は推定された時間における、前記基準墨の絶対位置座標と本来基準墨が墨出しされるべき位置の絶対位置座標との誤差及び前記建物のねじれを算出してもよい。 In addition, a plurality of points of the reference black are drawn out, the input unit accepts input of relative position coordinates of each reference black with respect to the GPS observation station, and the ink discharge coordinate calculation unit receives the absolute position of each reference black. The error calculation unit calculates the coordinates, and the error detection unit detects the absolute position coordinates of the reference ink and the original reference ink in the time when the displacement detection unit detects or estimates that a displacement greater than a predetermined amount has not occurred in the building. You may calculate the difference | error with the absolute position coordinate of the position which should be taken out, and the twist of the said building.
また、記相対位置座標及び前記絶対位置座標は、３次元座標データであり、前記誤差算出部は、前記基準墨の水平方向誤差及び鉛直方向誤差を算出してもよい。 The relative position coordinates and the absolute position coordinates may be three-dimensional coordinate data, and the error calculation unit may calculate a horizontal direction error and a vertical direction error of the reference black.
また、本発明の基準墨の位置精度の監視方法は、建物の上層階に墨出しされた基準墨の位置精度を監視する方法であって、前記建物の上層階にＧＰＳ観測局を設置し、前記建物に所定以上の変位が生じているか否かを検知又は推定する変位判別手段を設置し、現場において前記ＧＰＳ観測局に対する前記基準墨の相対位置座標を測定し、前記ＧＰＳ観測局が受信したＧＰＳ電波に基づき当該ＧＰＳ観測局の絶対位置座標を取得し、前記取得した絶対位置座標と、前記測定した相対位置座標とに基づき、前記基準墨の絶対位置座標を算出し、前記変位判別手段により前記建物に所定以上の変位が生じていないことが検知又は推定された時間における、前記基準墨の絶対位置座標と本来基準墨が墨出しされるべき位置の絶対位置座標との誤差を算出することを特徴とする。 Further, the method for monitoring the accuracy of the position of the reference ink of the present invention is a method of monitoring the accuracy of the position of the reference ink drawn on the upper floor of the building, and a GPS observation station is installed on the upper floor of the building, Displacement determining means for detecting or estimating whether or not a predetermined displacement or more has occurred in the building, and measuring the relative position coordinates of the reference black relative to the GPS observation station on site, received by the GPS observation station The absolute position coordinates of the GPS observation station are acquired based on the GPS radio wave, the absolute position coordinates of the reference black are calculated based on the acquired absolute position coordinates and the measured relative position coordinates, and the displacement determination unit Calculate the error between the absolute position coordinate of the reference black and the absolute position coordinate of the position where the reference black should be inked at the time when it is detected or estimated that no more than a predetermined displacement has occurred in the building. Characterized in that it.
本発明によれば、変位判別手段により建物に所定以上の変位が生じていないと検知又は推定された時間における基準墨の位置の誤差を算出するため、強風や地震の影響を受けていない状態における基準墨の位置の誤差を測定することができ、これに基づき、基準墨や基準レベルの位置を修正することで、強風や地震により生じる基準墨の位置の誤差を抑えることができる。 According to the present invention, in order to calculate the error of the position of the reference ink at the time detected or estimated that the displacement is not more than a predetermined amount in the building by the displacement discriminating means, in the state not affected by strong wind or earthquake An error in the position of the reference black can be measured, and based on this, by correcting the position of the reference black and the reference level, an error in the position of the reference black caused by a strong wind or an earthquake can be suppressed.
以下、本発明の基準墨の位置精度の監視方法の一実施形態を図面を参照しながら説明する。以下の説明では、下層から上層に向かって建物を構築しながら、その基準墨及び基準レベルを上階に盛り替える際に、盛り替えた基準墨及び基準レベルの位置及び高さの精度を監視する場合について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a reference black position accuracy monitoring method according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following explanation, while building a building from the lower layer to the upper layer, when the reference ink and reference level are changed to the upper floor, the accuracy of the position and height of the changed reference ink and reference level is monitored. The case will be described.
なお、以下の説明では、ＧＰＳ装置により求められる、例えば、緯度、経度、及び海抜からなる位置情報をグローバル座標といい、設計上設定された基準点に対する位置情報をローカル座標という。ローカル座標は、例えば、設計上の直交する通り芯及び鉛直方向を座標軸とし、グランドレベルにおける所定の点をゼロ点とすることにより決定される。 In the following description, position information obtained by a GPS device, for example, latitude, longitude, and sea level is referred to as global coordinates, and position information with respect to a reference point set in design is referred to as local coordinates. The local coordinates are determined, for example, by setting a perpendicular core in the design and the vertical direction as coordinate axes and setting a predetermined point on the ground level as a zero point.
図１は、本実施形態の墨出し位置の位置及び高さの精度を監視する精度監視システム１０の構成を示す図である。同図に示すように、本実施形態の精度監視システム１０は、建物１の最上階に設置された風向風速計３０、加速度計３１、及びＧＰＳ観測局３２と、現場近傍のＧＰＳ電波の受信環境の良い位置に設置されたＧＰＳ基準局４０と、これら風向風速計３０、加速度計３１、ＧＰＳ観測局３２及びＧＰＳ基準局４０と通信可能に接続された処理端末２０と、により構成される。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an accuracy monitoring system 10 that monitors the accuracy of the position and height of the marking position according to the present embodiment. As shown in the figure, the accuracy monitoring system 10 of this embodiment includes an anemometer 30, an accelerometer 31, and a GPS observation station 32 installed on the top floor of a building 1, and a GPS radio wave reception environment in the vicinity of the site. And a processing terminal 20 communicably connected to the wind direction anemometer 30, the accelerometer 31, the GPS observation station 32, and the GPS reference station 40.
ＧＰＳ基準局４０及びＧＰＳ観測局３２は観測されたＧＰＳ電波の方位等に関するＧＰＳ電波情報を処理端末２０に送信する。
風向風速計３０は、建物１の最上階における風向き及び風速を測定し、測定した風向及び風速に関する風向風速情報を処理端末２０に送信する。
加速度計３１は、建物１の最上階における加速度を測定し、測定した加速度に関する加速度情報を処理端末２０に送信する。
The GPS reference station 40 and the GPS observation station 32 transmit GPS radio wave information related to the direction of the observed GPS radio wave to the processing terminal 20.
The wind direction anemometer 30 measures the wind direction and the wind speed on the top floor of the building 1, and transmits the wind direction and wind speed information related to the measured wind direction and wind speed to the processing terminal 20.
The accelerometer 31 measures acceleration on the top floor of the building 1 and transmits acceleration information relating to the measured acceleration to the processing terminal 20.
処理端末２０は、設計情報データベース２１と、ＧＰＳ情報データベース２２と、測定情報データベース２３と、座標変換部２４と、ＧＰＳ座標算出部２５と、誤差算出部２６と、出力部２７と、入力部２８とを備える。 The processing terminal 20 includes a design information database 21, a GPS information database 22, a measurement information database 23, a coordinate conversion unit 24, a GPS coordinate calculation unit 25, an error calculation unit 26, an output unit 27, and an input unit 28. With.
設計情報データベース２１には、建物１の設計情報に基づき求められた、設計上の墨出し位置及び墨出しレベルのグローバル座標が記録されている。 In the design information database 21, global coordinates of the design inking position and the inking level obtained based on the design information of the building 1 are recorded.
ＧＰＳ情報データベース２２には、後述する測定対象時間におけるＧＰＳ座標算出部２５が算出したＧＰＳ観測局３２のグローバル座標の時系列データが記録される。
測定情報データベース２３には、測定対象時間における風向風速情報、加速度情報、及び後述する基準墨及び基準レベルのグローバル座標及びローカル座標の時系列データが記録される。
In the GPS information database 22, time series data of global coordinates of the GPS observation station 32 calculated by the GPS coordinate calculation unit 25 at a measurement target time described later is recorded.
The measurement information database 23 records wind direction wind speed information and acceleration information at the measurement target time, and time-series data of global coordinates and local coordinates of reference ink and reference levels, which will be described later.
ＧＰＳ座標算出部２５は、ＧＰＳ基準局４０及びＧＰＳ観測局３２から、夫々の装置において観測されたＧＰＳ電波の方位等に関するＧＰＳ電波情報を受信すると、このＧＰＳ電波情報に基づき、相対測位を用いてＧＰＳ観測局３２が設置されている位置及びレベルに関する絶対位置情報を算出する。かかる絶対位置情報は、相対測位により求めているため、単独測位に比べて非常に精度が高い。 When the GPS coordinate calculation unit 25 receives GPS radio wave information related to the azimuth of the GPS radio wave observed in each device from the GPS reference station 40 and the GPS observation station 32, the GPS coordinate calculation unit 25 performs GPS using relative positioning based on the GPS radio wave information. Absolute position information regarding the position and level where the observation station 32 is installed is calculated. Since the absolute position information is obtained by relative positioning, the accuracy is very high as compared with single positioning.
入力部２８は、ＧＰＳ観測局３２が設置されている位置、基準墨の位置、及び基準レベルの位置に関するローカル座標の入力を受け付ける。なお、後述するように、これらのローカル座標は、現場においてレーザ位置測定器などを用いて測定することができる。 The input unit 28 receives input of local coordinates regarding the position where the GPS observation station 32 is installed, the position of the reference black, and the position of the reference level. As will be described later, these local coordinates can be measured in the field using a laser position measuring device or the like.
誤差算出部２６は、設計情報データベース２１及び測定情報データベース２３を参照して、基準墨及び基準レベルの設計上の位置と、実際の位置との差を算出する。また、誤差算出部２６には、後述するように、建物１に風などの外力により変形が生じているか否かを判定するための加速度及び風速の閾値と、建物１に振動及び共振が生じていると判定するための基準となる標準偏差及び変動係数が記録されている。 The error calculation unit 26 refers to the design information database 21 and the measurement information database 23 to calculate the difference between the design position of the reference black and the reference level and the actual position. Further, as will be described later, the error calculation unit 26 includes acceleration and wind speed threshold values for determining whether or not the building 1 is deformed by an external force such as wind, and vibration and resonance occur in the building 1. Standard deviation and coefficient of variation are recorded as a reference for determining that the
座標変換部２４は、ＧＰＳ観測局３２が設置されている位置のローカル座標（Ｘ１Ｒ、Ｙ１Ｒ、Ｚ１Ｒ）及びグローバル座標（Ｘ１Ｇ、Ｙ１Ｇ、Ｚ１Ｇ）と、グローバル座標に対するローカル座標の傾きθに基づき、以下に説明するように、基準墨及び基準レベルのローカル座標（Ｘ２Ｒ、Ｙ２Ｒ、Ｚ２Ｒ）をグローバル座標（Ｘ２Ｇ、Ｙ２Ｇ、Ｚ２Ｇ）との間で座標の変換を行う。なお、座標変換部２４が特許請求の範囲における墨出し座標算出部に該当する。 The coordinate conversion unit 24 includes local coordinates (X 1R , Y 1R , Z 1R ) and global coordinates (X 1G , Y 1G , Z 1G ) of the position where the GPS observation station 32 is installed, and local coordinates relative to the global coordinates. Based on the slope θ, as described below, the coordinates of the reference black and reference level local coordinates (X 2R , Y 2R , Z 2R ) are converted to global coordinates (X 2G , Y 2G , Z 2G ). I do. The coordinate conversion unit 24 corresponds to the summing-up coordinate calculation unit in the claims.
図２は、ローカル座標（Ｘ２Ｒ、Ｙ２Ｒ、Ｚ２Ｒ）をグローバル座標（Ｘ２Ｇ、Ｙ２Ｇ、Ｚ２Ｇ）に変換する方法を説明するための図である。なお、高さ方向（Ｚ軸方向）の変換は、ローカル座標及びグローバル座標の原点の高さの差に基づき行うことができるため、同図には水平方向のみについて示している。同図に示すように、グローバル座標の原点はローカル座標において、（δＸ、δＹ）に位置し、ローカル座標の座標軸はグローバル座標の座標軸に対してθ傾いているとする。また、同図においてＧＰＳ観測局３２と基準墨の位置を夫々、Ａ，Ｂで示している。 FIG. 2 is a diagram for explaining a method of converting local coordinates (X 2R , Y 2R , Z 2R ) into global coordinates (X 2G , Y 2G , Z 2G ). Note that the conversion in the height direction (Z-axis direction) can be performed based on the difference in height between the origins of the local coordinates and the global coordinates, and therefore only the horizontal direction is shown in FIG. As shown in the figure, it is assumed that the origin of the global coordinate is located at (δ X , δ Y ) in the local coordinate, and the coordinate axis of the local coordinate is inclined by θ with respect to the coordinate axis of the global coordinate. Further, in the same figure, the positions of the GPS observation station 32 and the reference black are indicated by A and B, respectively.
このような場合に、ローカル座標（Ｘ２Ｒ、Ｙ２Ｒ、Ｚ２Ｒ）は座標変換の公式を用いると、以下の式により、グローバル座標（Ｘ２Ｇ、Ｙ２Ｇ、Ｚ２Ｇ）に変換することができる。
なお、以下の式によりグローバル座標（Ｘ２Ｇ、Ｙ２Ｇ、Ｚ２Ｇ）をローカル座標（Ｘ２Ｒ、Ｙ２Ｒ、Ｚ２Ｒ）に変換することができる。
出力部２７は、誤差算出部２６が算出した誤差を、接続されたディスプレー等に画面出力する。 The output unit 27 outputs the error calculated by the error calculation unit 26 to a connected display or the like.
なお、処理端末２０としてはパーソナルコンピュータ等を用いることができ、データベース２１〜２３は、例えば、ハードディスク上に構築することができる。また、構成部２４〜２８はパーソナルコンピュータのＣＰＵがメモリに記録されたプログラムを実行することで、実現される。 Note that a personal computer or the like can be used as the processing terminal 20, and the databases 21 to 23 can be constructed on, for example, a hard disk. The constituent units 24 to 28 are realized by the CPU of the personal computer executing the program recorded in the memory.
以下、上記のシステム１０を用いて、基準墨及び基準レベルの精度を管理しながら、基準墨及び基準レベルを盛り替え作業を行うとともに、下層から上昇に向かって建物を構築する方法を図３を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、Ｎ−１節の最上階における基準墨及び基準レベルの墨出しが完了しており、また、Ｎ−１節までの柱梁架構の建て込み作業が完了いるものとする。 FIG. 3 shows a method for constructing a building from the lower layer to the ascending direction while performing the work of rearranging the reference ink and the reference level while managing the accuracy of the reference ink and the reference level using the system 10 described above. The description will be given with reference. In the following description, it is assumed that the reference black and reference level marking on the top floor of Section N-1 has been completed, and that the work of building the column beam structure up to Section N-1 has been completed. .
まず、ＳＴＥＰ１００において、建物１のＮ節の柱及び梁を構成する鉄骨を建て込む。
次に、ＳＴＥＰ１０２において、ＧＰＳ座標算出部２５により所定の測定対象期間（例えば、夜間）、ＧＰＳ観測局３２のグローバル座標を測定する。上記の測定対象期間は、日射により建物１の変形の影響の受けない時間帯に設定するとよい。そして、ＳＴＥＰ１０４において、測定したＧＰＳ観測局３２のグローバル座標の時系列データをＧＰＳ情報データベース２２に記録する。
First, in STEP 100, the steel frames constituting the N-node columns and beams of the building 1 are built.
Next, in STEP 102, the GPS coordinate calculation unit 25 measures the global coordinates of the GPS observation station 32 during a predetermined measurement target period (for example, at night). The measurement target period may be set to a time zone that is not affected by the deformation of the building 1 due to solar radiation. Then, in STEP 104, the time series data of the measured global coordinates of the GPS observation station 32 is recorded in the GPS information database 22.
また、ＳＴＥＰ１０６において、上記の測定対象期間、加速度計により建物１の最上階における加速度を測定する。そして、ＳＴＥＰ１０８において、測定した加速度の時系列データを測定情報データベース２３に記録する。 In STEP 106, the acceleration on the top floor of the building 1 is measured by the accelerometer during the above measurement period. In STEP 108, the time series data of the measured acceleration is recorded in the measurement information database 23.
また、ＳＴＥＰ１１０において、上記の測定対象期間、風向風速計により建物１の最上階における風向及び風速を測定する。そして、ＳＴＥＰ１１２において、測定した風向及び風速を測定情報データベース２３に記録する。 Further, in STEP 110, the wind direction and the wind speed on the top floor of the building 1 are measured by the measurement period and the wind direction anemometer. In STEP 112, the measured wind direction and wind speed are recorded in the measurement information database 23.
次に、ＳＴＥＰ１１４において、ＧＰＳ座標算出部２５により、基準墨及び基準レベルのグローバル座標の時系列データを算出する。
図４は、ＳＴＥＰ１１４の処理を詳細に示すフローチャートである。
まず、ＳＴＥＰ２００において、ＧＰＳ情報データベース２２を参照して、ＧＰＳ観測局３２の設置されている位置のグローバル座標（Ｘ１Ｇ、Ｙ１Ｇ、Ｚ１Ｇ）の時系列データを取得する。
Next, in STEP 114, the GPS coordinate calculation unit 25 calculates time series data of the global coordinates of the reference black and the reference level.
FIG. 4 is a flowchart showing in detail the processing of STEP114.
First, in STEP 200, with reference to the GPS information database 22, time series data of global coordinates (X 1G , Y 1G , Z 1G ) of the position where the GPS observation station 32 is installed is acquired.
次に、ＳＴＥＰ２０２において、レーザ位置測定器を用いて、基準墨及び基準レベルのローカル座標（Ｘ２Ｒ、Ｙ２Ｒ、Ｚ２Ｒ）を測定する。また、ＳＴＥＰ２０４において、レーザ位置測定器を用いて、ＧＰＳ観測局３２が設置されている位置のローカル座標（Ｘ１Ｒ、Ｙ１Ｒ、Ｚ1Ｒ）を測定する。 Next, in STEP 202, the local coordinates (X 2R , Y 2R , Z 2R ) of the reference black and the reference level are measured using a laser position measuring device. In STEP 204, the local coordinates (X 1R , Y 1R , Z 1R ) of the position where the GPS observation station 32 is installed are measured using a laser position measuring device.
次に、ＳＴＥＰ２０６において、グローバル座標の座標軸に対するローカル座標の座標軸の傾きθを測定する。なお、グローバル座標の座標軸に対するローカル座標の座標軸の傾きθは、例えば、グローバル座標の座標軸を緯線及び経線に設定している場合には、設計図の通り線の緯線及び経線に対する角度を用いることができる。 Next, in STEP 206, the inclination θ of the coordinate axis of the local coordinate with respect to the coordinate axis of the global coordinate is measured. The inclination θ of the coordinate axis of the local coordinate with respect to the coordinate axis of the global coordinate, for example, when the coordinate axis of the global coordinate is set to the parallel and meridian, the angle of the line relative to the parallel and meridian can be used as shown in the design drawing. it can.
次に、上記測定した基準墨及び基準レベルのローカル座標（Ｘ２Ｒ、Ｙ２Ｒ、Ｚ２Ｒ）、ＧＰＳ観測局３２が設置されている位置のローカル座標（Ｘ１Ｒ、Ｙ１Ｒ、Ｚ1Ｒ）及びグローバル座標の座標軸に対するローカル座標の座標軸の傾きθを入力部２８より入力する。 Next, the local coordinates (X 2R , Y 2R , Z 2R ) of the measured reference black and reference level, the local coordinates (X 1R , Y 1R , Z 1R ) of the position where the GPS observation station 32 is installed, and the global The inclination θ of the coordinate axis of the local coordinate with respect to the coordinate axis of the coordinate is input from the input unit 28.
次に、座標変換部２４により、入力された基準墨及び基準レベルのローカル座標（Ｘ２Ｒ、Ｙ２Ｒ、Ｚ２Ｒ）、ＧＰＳ観測局３２が設置されている位置のローカル座標（Ｘ１Ｒ、Ｙ１Ｒ、Ｚ1Ｒ）、グローバル座標の座標軸に対するローカル座標の座標軸の傾きθ及び、ＧＰＳ情報データベース２２を参照して取得したＧＰＳ観測局３２の設置されている位置のグローバル座標（Ｘ１Ｇ、Ｙ１Ｇ、Ｚ１Ｇ）の時系列データに基づき、基準墨及び基準レベルのグローバル座標（Ｘ２Ｇ、Ｙ２Ｇ、Ｚ２Ｇ）の時系列データを算出する。
次に、ＳＴＥＰ１１６において、算出した基準墨及び基準レベルのグローバル座標（Ｘ２Ｇ、Ｙ２Ｇ、Ｚ２Ｇ）の時系列データを測定情報データベース２３に記録する。
Next, the local coordinates (X 1R , Y 2R , Z 2R ) of the input reference black and reference level and the local coordinates (X 1R , Y 1R ) of the position where the GPS observation station 32 is installed are input by the coordinate conversion unit 24. , Z 1R ), the inclination θ of the coordinate axis of the local coordinate with respect to the coordinate axis of the global coordinate, and the global coordinates (X 1G , Y 1G , Z) of the position where the GPS observation station 32 is obtained by referring to the GPS information database 22 1G ) based on the time series data, the time series data of the global coordinates (X 2G , Y 2G , Z 2G ) of the reference black and the reference level are calculated.
Next, in STEP 116, time series data of the calculated reference black and global coordinates (X 2G , Y 2G , Z 2G ) of the reference level is recorded in the measurement information database 23.
次に、ＳＴＥＰ１１８において誤差算出部２６により測定情報データベース２３及び設計情報データベース２１を参照して誤差を算出する。
図５は、ＳＴＥＰ１１８における処理を詳細に示すフローチャートである。
まず、ＳＴＥＰ３００において、所定の時間（例えば、１０分間）を分析対象時間として設定する。そして、ＳＴＥＰ３０２において、測定情報データベース２３に記録されたこの分析対象時間の風速及び加速度を取得し、ＳＴＥＰ３０４において、平均風速及び平均加速度を算出する。
Next, in STEP 118, the error calculation unit 26 calculates an error with reference to the measurement information database 23 and the design information database 21.
FIG. 5 is a flowchart showing details of the processing in STEP 118.
First, in STEP 300, a predetermined time (for example, 10 minutes) is set as the analysis target time. Then, in STEP 302, the wind speed and acceleration of this analysis target time recorded in the measurement information database 23 are acquired, and in STEP 304, the average wind speed and average acceleration are calculated.
次に、ＳＴＥＰ３０６において、算出した平均風速及び平均加速度を予め設定された閾値と比較する。ＳＴＥＰ３０６において、算出した平均風速及び平均加速度が予め設定していた閾値よりも大きい場合には、建物１が風や振動の影響を受けていると判定し、ＳＴＥＰ３００に戻り、異なる時間を分析対象時間として設定し、再度、上記のＳＴＥＰ３０２〜ＳＴＥＰ３０６の工程を行う。 Next, in STEP 306, the calculated average wind speed and average acceleration are compared with preset threshold values. In STEP 306, if the calculated average wind speed and average acceleration are larger than the preset threshold values, it is determined that the building 1 is affected by wind and vibration, and the process returns to STEP 300 to set different times as analysis target times. The above steps 302 to 306 are performed again.
また、ＳＴＥＰ３０６において、算出した平均風速及び平均加速度が予め設定していた閾値よりも小さい場合には、建物１が風や振動の影響をあまり受けていないと判定して、ＳＴＥＰ３０８において、基準墨及び基準レベルのグローバル座標の平均値、標準偏差及び変動係数を算出する。 In STEP 306, when the calculated average wind speed and average acceleration are smaller than the preset threshold values, it is determined that the building 1 is not significantly affected by wind and vibration. Calculate the average value, standard deviation and coefficient of variation of the global coordinates of the reference level.
次に、ＳＴＥＰ３１０において、上記算出した基準墨及び基準レベルのグローバル座標の標準偏差と基準値とを比較する。ＳＴＥＰ３１０において、基準墨及び基準レベルのグローバル座標の標準偏差が基準値よりも大きい場合には建物１が大きく振動していると判定し、再度上記のＳＴＥＰ３００〜ＳＴＥＰ３１０の工程を行う。 Next, in STEP 310, the standard deviation of the calculated reference black and reference level global coordinates is compared with a reference value. In STEP 310, when the standard deviation of the global coordinates of the reference black and the reference level is larger than the reference value, it is determined that the building 1 is greatly oscillated, and the above steps 300 to 310 are performed again.
ＳＴＥＰ３１０において、基準墨及び基準レベルのグローバル座標の標準偏差が基準値よりも小さい場合には、建物１に大きな振動が生じていないと判定し、ＳＴＥＰ３１２において基準墨及び基準レベルのグローバル座標の変動係数と基準値とを比較する。 In STEP 310, when the standard deviation of the global coordinates of the reference black and the reference level is smaller than the reference value, it is determined that the building 1 is not vibrated, and in STEP 312, the coefficient of variation of the global coordinates of the reference black and the reference level is determined. Is compared with the reference value.
ＳＴＥＰ３１２において、変動係数が基準値よりも大きい場合には、建物１に共振が発生していると判定し、再度上記のＳＴＥＰ３００〜ＳＴＥＰ３１０の工程を行う。また、ＳＴＥＰ３１２において変動係数が基準値よりも小さい場合には、建物１に共振が生じていないと判定して、ＳＴＥＰ３１４において、上記算出した基準墨及び基準レベルのグローバル座標の平均値を、基準墨及び基準レベルのグローバル座標（以下、測定グローバル座標という）として採用する。 In STEP 312, when the coefficient of variation is larger than the reference value, it is determined that the building 1 is resonating and the steps 300 to 310 are performed again. If the variation coefficient is smaller than the reference value in STEP 312, it is determined that no resonance has occurred in the building 1, and in STEP 314, the average value of the global coordinates of the reference ink and the reference level calculated above is used as the reference ink. And the reference level global coordinates (hereinafter referred to as measurement global coordinates).
次に、ＳＴＥＰ１２０において、測定グローバル座標と、設計情報データベース２１に記録された基準墨及び基準レベルの設計上のグローバル座標（以下、設計グローバル座標という）との差を算出する。 Next, in STEP 120, the difference between the measured global coordinates and the design global coordinates (hereinafter referred to as design global coordinates) of the reference black and the reference level recorded in the design information database 21 is calculated.
次に、ＳＴＥＰ１２２において、算出した基準墨の水平誤差（すなわち、誤差のＸＹ成分）が所定の閾値（例えば、１０ｍｍ）よりも大きい場合には、ＳＴＥＰ１２４においてＮ節の最上階へ基準墨の墨出しを行った後、ＳＴＥＰ１２６において、この基準墨を所定の修正量（例えば、５ｍｍ）移動する修正を行う。また、ＳＴＥＰ１２２において、算出した基準墨の水平誤差が所定の閾値よりも小さい場合には、ＳＴＥＰ１２８においてＮ節の最上階へ基準墨の墨出しを行う。なお、基準墨の墨出しは、レーザ式の位置測定器等を用いて行えばよい。 Next, in STEP 122, when the calculated horizontal error of the reference black (that is, the XY component of the error) is larger than a predetermined threshold (for example, 10 mm), in STEP 124, the reference black is drawn out to the top floor of the N section. In step 126, the reference black is corrected by moving it by a predetermined correction amount (for example, 5 mm). In STEP 122, when the calculated horizontal error of the reference black is smaller than a predetermined threshold value, the reference black is drawn out to the top floor of the N section in STEP 128. Note that the reference blacking may be performed using a laser type position measuring device or the like.
次に、ＳＴＥＰ１３０において、算出した基準レベルのレベル誤差（すなわち、誤差のＺ成分）が所定の閾値（例えば、１０ｍｍ）よりも大きい場合には、ＳＴＥＰ１３２において、Ｎ節の最上階へ基準レベルの墨出しを行った後、ＳＴＥＰ１３４において、この基準レベルを所定の修正量（例えば、５ｍｍ）上下に移動させて基準レベルの修正を行う。また、ＳＴＥＰ１３０において、算出した基準レベルのレベル誤差が所定の閾値よりも小さい場合には、ＳＴＥＰ１３６においてＮ節の最上階へ基準レベルの墨出しを行う。なお、基準レベルの墨出しは、スチールテープ等を用いて行えばよい。 Next, when the level error (that is, the Z component of the error) of the calculated reference level is larger than a predetermined threshold value (for example, 10 mm) in STEP 130, the reference level ink is transferred to the highest floor of the N section in STEP 132. In step 134, the reference level is moved up and down by a predetermined correction amount (for example, 5 mm) to correct the reference level. In STEP 130, if the level error of the calculated reference level is smaller than a predetermined threshold value, the reference level is drawn to the highest floor of the N section in STEP 136. Note that the reference level summing may be performed using steel tape or the like.
以上説明した工程を繰り返すことにより、建物１を下層から上昇に向かって構築するとともに、基準墨及び基準レベルの盛り替えることができる。この際、図６に示すように、基準墨や基準レベルを盛り替える際に、基準墨や基準レベルの誤差が閾値を超える場合には修正されるため、誤差が蓄積することを防止し、誤差が設定された閾値以下となるように基準墨や基準レベルの墨出しを行うことができる。 By repeating the steps described above, the building 1 can be constructed from the lower layer to the ascending direction, and the reference ink and the reference level can be rearranged. At this time, as shown in FIG. 6, when the reference black or the reference level is rearranged, the error is corrected if the error of the reference black or the reference level exceeds the threshold value. The reference ink and the reference level ink can be drawn out so that is below the set threshold.
本実施形態によれば、建物１の上部における風速及び加速度を測定し、測定された風速及び加速度が閾値以下となるような期間の基準墨及び基準レベルの誤差を算出し、この誤差に基づいて基準墨及び基準レベルの位置を修正しているため、強風などの外力の影響を抑えることができる。 According to the present embodiment, the wind speed and acceleration in the upper part of the building 1 are measured, the error of the reference ink and the reference level in a period in which the measured wind speed and acceleration are equal to or less than the threshold value is calculated, and based on this error Since the positions of the reference ink and the reference level are corrected, the influence of external forces such as strong winds can be suppressed.
さらに、基準墨及び基準レベルの時系列データの標準偏差及び変動係数が所定の閾値以下となるような期間の基準墨及び基準レベルの誤差を算出し、この誤差に基づいて基準墨及び基準レベルの位置を修正しているため、建物に生じる振動や共振による盛り替えた基準墨や基準レベルに生じる誤差を抑えることができる。 Further, an error of the reference black and the reference level in a period in which the standard deviation and the variation coefficient of the time series data of the reference black and the reference level are equal to or less than a predetermined threshold is calculated, and the reference black and the reference level are calculated based on the error. Since the position is corrected, it is possible to suppress errors that occur in the reference ink and the reference level that are changed due to vibration and resonance that occur in the building.
なお、本実施形態では、水平方向について、建物１の上部の基準墨を一点だけ墨出しし、この基準墨の水平方向の誤差を算出する場合について説明したが、複数点の基準墨を設定することにより建物１に生じる誤差及びねじれを算出することができる。かかる場合には、上記説明したＳＴＥＰ１００〜ＳＴＥＰ１１８の工程については、複数の基準墨について夫々行う。そして、以下に説明するようにして、水平方向の誤差及びねじれを算出する。 In the present embodiment, a case has been described in which only one reference ink at the top of the building 1 is drawn in the horizontal direction and an error in the horizontal direction of this reference ink is calculated. However, a plurality of reference inks are set. Thus, an error and a twist generated in the building 1 can be calculated. In such a case, the steps 100 to 118 described above are performed for a plurality of reference inks. Then, the horizontal error and twist are calculated as described below.
図７は、基準墨を２点設定した建物にねじれが生じた場合の設計上の基準墨の位置及び測定された基準墨の位置を示す図である。同図において設計上の基準墨及び基準レベルの位置を（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）及び（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）とし、測定された基準墨の位置を（Ｘ´１、Ｙ´１、Ｚ´１）及び（Ｘ´２、Ｙ´２、Ｚ´２）とする。 FIG. 7 is a diagram showing the design reference ink position and the measured reference ink position when a twist occurs in a building where two reference inks are set. In the figure, the positions of the reference black and the reference level in the design are (X 1 , Y 1 , Z 1 ) and (X 2 , Y 2 , Z 2 ), and the measured positions of the reference black are (X ′ 1 , Y'1, Z'1) and (X'2, Y'2, Z' 2) to.
かかる場合に、建物に生じたねじれの角度をφとすると以下の式が成立する。
また、（Ｘ１、Ｙ１）及び（Ｘ２、Ｙ２）を極座標に変換すると、以下の式で表される。
ここで、ａ＝ｒ１ｃｏｓθ１−ｒ２ｃｏｓθ２、ｂ＝ｒ１ｓｉｎθ１−ｒ２ｓｉｎθ２とおくと、ねじれ角φは以下の式で算出することができる。
また、水平方向及び鉛直方向の誤差は以下の式で算出することができる。
なお、上記の実施形態では、ＳＴＥＰ１２６及びＳＴＥＰ１３４において所定の修正量だけ、基準墨及び基準レベルの位置を修正するものとしたが、これに限らず、算出した誤差分だけ、基準墨及び基準レベルの位置を修正してもよい。
また、本実施形態では、加速度計３１及び風向風速計３０により測定された加速度や風速に基づき建物１の変位が所定値以上となったことを推定するものとしたが、これに限らず、レーザ距離計などにより建物１の変位を測定してもよい。
In the above embodiment, the positions of the reference black and the reference level are corrected by a predetermined correction amount in STEP 126 and STEP 134. However, the present invention is not limited to this. The position may be corrected.
In the present embodiment, it is assumed that the displacement of the building 1 is equal to or greater than a predetermined value based on the acceleration and wind speed measured by the accelerometer 31 and the anemometer 30. However, the present invention is not limited to this. The displacement of the building 1 may be measured by a distance meter or the like.
１０ 精度監視システム
２０ 処理端末
２１ 設計情報データベース
２２ ＧＰＳ情報データベース
２３ 測定情報データベース
２４ 座標変換部
２５ ＧＰＳ座標算出部
２６ 誤差算出部
２７ 出力部
２８ 入力部
３０ 風向風速計
３１ 加速度計
３２ ＧＰＳ観測局
４０ ＧＰＳ基準局
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Accuracy monitoring system 20 Processing terminal 21 Design information database 22 GPS information database 23 Measurement information database 24 Coordinate conversion part 25 GPS coordinate calculation part 26 Error calculation part 27 Output part 28 Input part 30 Wind direction anemometer 31 Accelerometer 32 GPS observation station 40 GPS reference station
Claims (7)
前記建物の上層階に設置されたＧＰＳ観測局と、
前記建物に所定以上の変位が生じているか否かを検知又は推定する変位判別手段と、
現場において測定された前記ＧＰＳ観測局に対する前記基準墨の相対位置座標の入力を受け付ける入力部と、
前記ＧＰＳ観測局が受信したＧＰＳ電波に基づき当該ＧＰＳ観測局の絶対位置座標を取得するＧＰＳ座標取得部と、
前記取得した絶対位置座標と、前記入力を受け付けた相対位置座標とに基づき、前記基準墨の絶対位置座標を算出する墨出し座標算出部と、
前記変位検知手段により前記建物に所定以上の変位が生じていないことが検知又は推定された時間における、前記基準墨の絶対位置座標と本来基準墨が墨出しされるべき位置の絶対位置座標との誤差を算出する誤差算出部と、を備えることを特徴とする基準墨の位置精度の監視システム。 A system for monitoring the positional accuracy of the reference ink drawn on the upper floor of a building,
A GPS observation station installed on the upper floor of the building;
Displacement determining means for detecting or estimating whether or not a predetermined displacement or more has occurred in the building;
An input unit for receiving an input of a relative position coordinate of the reference ink with respect to the GPS observation station measured in the field;
A GPS coordinate acquisition unit that acquires absolute position coordinates of the GPS observation station based on GPS radio waves received by the GPS observation station;
An inking coordinate calculating unit that calculates the absolute position coordinates of the reference black based on the acquired absolute position coordinates and the relative position coordinates that have received the input ;
The absolute position coordinates of the reference black and the absolute position coordinates of the position where the reference black should be inked at the time when it is detected or estimated that the displacement is not generated in the building by the displacement detection means. And a reference black position accuracy monitoring system comprising: an error calculation unit that calculates an error.
前記変位検知手段は、加速度計又は風速計を含むことを特徴とする基準墨の位置精度の監視システム。 A system for monitoring the positional accuracy of the reference ink according to claim 1,
The displacement detection means includes an accelerometer or an anemometer, and is a reference black position accuracy monitoring system.
前記建物の近傍に設置されたＧＰＳ基準局を備え、
前記ＧＰＳ位置座標取得部は、前記ＧＰＳ観測局と前記ＧＰＳ基準局とが受信したＧＰＳ電波に基づき、相対測位により前記ＧＰＳ観測局の絶対位置座標を取得することを特徴とする位置精度の監視システム。 A reference black position accuracy monitoring system according to claim 1 or 2,
A GPS reference station installed in the vicinity of the building,
The GPS position coordinate acquisition unit acquires the absolute position coordinates of the GPS observation station by relative positioning based on GPS radio waves received by the GPS observation station and the GPS reference station.
前記誤差算出部は、所定の測定時間内の前記基準墨の絶対位置座標の標準偏差及び変動係数が所定の閾値よりも小さい時間帯における、前記基準墨の絶対位置座標の平均値と、前記本来基準墨が墨出しされるべき位置の絶対位置座標との誤差を算出することを特徴とする基準墨の位置精度の監視システム。 A reference black position accuracy monitoring system according to any one of claims 1 to 3,
The error calculation unit includes an average value of the absolute position coordinates of the reference black in a time zone in which a standard deviation and a variation coefficient of the absolute position coordinates of the reference black within a predetermined measurement time are smaller than a predetermined threshold, and the original A system for monitoring the accuracy of the position of the reference ink, wherein an error from the absolute position coordinate of the position where the reference ink should be inked is calculated.
前記基準墨は複数点墨出しされており、
前記入力部は、各基準墨の前記ＧＰＳ観測局に対する相対位置座標の入力を受け付け、
前記墨出し座標算出部は、各基準墨の絶対位置座標を算出し、
前記誤差算出部は、前記変位検知手段により前記建物に所定以上の変位が生じていないことが検知又は推定された時間における、前記基準墨の絶対位置座標と本来基準墨が墨出しされるべき位置の絶対位置座標との誤差及び前記建物のねじれを算出することを特徴とする基準墨の位置精度の監視システム。 A reference black position accuracy monitoring system according to any one of claims 1 to 4,
A plurality of points of the reference ink are drawn out,
The input unit accepts input of relative position coordinates of each reference black with respect to the GPS observation station,
The summing-out coordinate calculating unit calculates absolute position coordinates of each reference black,
The error calculation unit is configured to detect the absolute position coordinates of the reference ink and the position where the reference ink should be originally inked at the time when the displacement detection unit detects or estimates that the building does not have a predetermined displacement or more. A system for monitoring the accuracy of the position of the reference ink, characterized in that an error from the absolute position coordinates of and a twist of the building is calculated.
前記相対位置座標及び前記絶対位置座標は、３次元座標データであり、
前記誤差算出部は、前記基準墨の水平方向誤差及び鉛直方向誤差を算出することを特徴とする基準墨の位置精度の監視システム。 It is a monitoring system of the position accuracy of the standard black according to any one of claims 1 to 5,
The relative position coordinates and the absolute position coordinates are three-dimensional coordinate data,
The reference black positional accuracy monitoring system, wherein the error calculation unit calculates a horizontal error and a vertical error of the reference black.
前記建物の上層階にＧＰＳ観測局を設置し、
前記建物に所定以上の変位が生じているか否かを検知又は推定する変位判別手段を設置し、
現場において前記ＧＰＳ観測局に対する前記基準墨の相対位置座標を測定し、
前記ＧＰＳ観測局が受信したＧＰＳ電波に基づき当該ＧＰＳ観測局の絶対位置座標を取得し、
前記取得した絶対位置座標と、前記測定した相対位置座標とに基づき、前記基準墨の絶対位置座標を算出し、
前記変位判別手段により前記建物に所定以上の変位が生じていないことが検知又は推定された時間における、前記基準墨の絶対位置座標と本来基準墨が墨出しされるべき位置の絶対位置座標との誤差を算出することを特徴とする基準墨の位置精度の監視方法。 A method for monitoring the accuracy of the position of the reference ink drawn on the upper floor of a building,
Install a GPS observation station on the upper floor of the building,
Displacement determining means for detecting or estimating whether or not a predetermined displacement or more has occurred in the building,
Measure the relative position coordinates of the reference black with respect to the GPS observation station in the field,
Obtain the absolute position coordinates of the GPS observation station based on the GPS radio wave received by the GPS observation station,
Based on the acquired absolute position coordinates and the measured relative position coordinates, calculate the absolute position coordinates of the reference black,
The absolute position coordinate of the reference black and the absolute position coordinate of the position where the reference black should be inked at the time when it is detected or estimated that the displacement has not been generated in the building by the displacement determining means. A reference black position accuracy monitoring method characterized by calculating an error.
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