JP6431995B2

JP6431995B2 - 改良型ポータブルプリズム受信装置及び改良型ポータブルｇｐｓ受信装置、並びに、これを用いた測量方法

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Publication number: JP6431995B2
Application number: JP2017562949A
Authority: JP
Inventors: グイ、ドク
Original assignee: Cons Eng Co ltd
Current assignee: Cons Eng Co ltd
Priority date: 2015-03-03
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2036-02-24
Also published as: JP2018506049A; US10514464B2; CN107430000A; KR101550403B1; US20180031710A1; WO2016140458A1

Description

本発明は、建築工事及び土木工事の現場において正確な位置を速く測量するためのものであり、簡単な構造と体積のため、運搬及び保管が簡便であり、施工現場における未熟練工も、機械的に正確な測量を行うことができ、品質及び経済性が向上する、改良型ポータブルプリズム受信装置及び改良型ポータブルＧＰＳ受信装置、並びに、これを用いた測量方法に関する。

図１及び図２は、従来の光波器及び測量用ポールを用いた測量方法を撮影した写真であり、図３は、従来のＧＰＳ測量機を用いた測量方法を撮影した写真である。

一般に、土木現場における測量は、後述のように、光波器１０００とＧＰＳ受信機５１を用いて行われる。
１．光波器を用いた測量方法
前記光波器を用いた測量方法は
（１）光波器１０００を設置すべき器械点である地上の座標点（基準点、ＣＰ）に光波器１０００の中心点を一致させる求心段階と
（２）光波器の水平を合わせる整準段階と、
（３）後視点を視準して方位角を設定する標定段階と
（４）新たな基準点Ｃ．Ｐを生成するために、任意の点に測量用杭を設置する段階と
（５）プリズムと円形気泡管（水準器）が結合された測量用ポール１１００を測量用杭の中心点に、三脚台と三脚台に取り付けられたクリップを用いて円形気泡管の水平を合わせる段階と
（６）光波器１０００を用いて方位角と距離値を生成する段階と
（７）方位角と距離値を用いて基準点ＣＰの座標を生成する段階と、からなり、

観測ポイント（道路の中心線、境界石線形、マンホールの中心等）の測設は
（１）器械点に光波器を設置し、観測ポイントの方位角を設定する段階と
（２）設定された方位角で視準された線に測量用ポールの中心を合わせる段階と
（３）気泡を用いて整準する段階と
（４）光波器を用いて距離値を求める段階と
（５）繰返しの距離値の結果により、視準線の方向に測量用ポールを繰り返して前後に調整して合わせる段階と、からなる。

２．ＧＰＳ測量機を用いた測量方法
前記ＧＰＳ測量機を用いた測量方法は
（１）前記ＧＰＳ受信機５１を測量用ポール１１００に結合する段階と
（２）基準点ＣＰを生成するために、任意の点に測量用杭を設置する段階と
（３）測量用杭の中心点にＧＰＳ受信機５１が取り付けられた測量用ポール１１００を設置する段階と
（４）三脚台と三脚台に取り付けられたクリップを用いて測量用ポール１１００に取り付けられた円形気泡管（水準器）の水平を合わせる段階と
（５）ＧＰＳ受信機で座標（基準点、ＣＰ）を生成する段階と、からなり、

観測すべきポイントの測設は
（１）コントローラ画面において観測すべきポイント（道路の中心線、境界石線形等）を選択する段階と
（２）コントローラ画面において、目標点との距離及び矢印方向に移動して目標点に近付く段階と
（３）ＧＰＳ測量機を整準する段階と
（４）ＧＰＳ測量機を繰り返して矢印方向である目標点に移動し、観測ポイントを決定する段階と、からなる。

しかしながら、このような方式の測量は、以下のような問題点があった。
基準点ＣＰを光波器１０００で測量する上記した従来の方法は、測量用ポール１１００を観測すべきポイントに設置し、三脚台と三脚台の上部に取り付けられたクリップを用いて、円形気泡管を整準した後、光波器で方位角と距離を測定して基準点ＣＰの座標を生成する。

このとき、測量用ポールの高さにより、地面とプリズムの距離による誤差と、補助測量士がクリップを用いて円形気泡管を整準する段階で生じる人為的な誤差が発生し、観測すべきポイントの測定は、光波器で観測すべきポイントの方位角を視準し、測量用ポールの中心を左右に移動し、視準線に正確に一致させた後、観測した距離値と観測ポイントの距離値との差異値を、視準線に沿って前後に移動して、観測すべきポイント（道路の中心線、境界石線形等）を合わせるが、観測点の方位角と距離が固定され、上記過程を繰り返し続けて測量するので、測量時間が長くかかることはもとより、プリズムと地面との高さの差に対する誤差と、補助測量士の熟練度により生じる誤差、またポールに取り付けれた円形気泡管の感度による誤差等により、正確な観測点を探すことは不可能である。

基準点ＣＰをＧＰＳ受信機を用いて測量する上記した従来の方法は、整準台１２００と測量用ポール１１００を観測すべきポイントに設置し、基準点の座標を生成する。

整準台を用いるとき、精度は高いものの、地上の基準点ＣＰと整準台の中央を一致させる求心後、求心の移動を最小化するために、三脚台１３００の脚を用いて整準台の水平を合わせ、これにより、ねじれた求心を三脚台１３００と整準台１２００の結合ねじを外し、求心を一致させた後、整準台１２００の下部ねじを用いて整準する段階を繰り返して合わせるので、測量作業への所要時間が長い。

ＧＰＳ受信機が取り付けられたポールを用いるとき、測量速度は速いものの、観測すべきポイントにポールを設置し、ポールを固定できる三脚台と、三脚台の上部に取り付けられたクリップを用いて、ポールに取り付けられた円形気泡管を整準した後、コントローラ画面において基準点座標を生成する。このとき、プリズムと地面との高さの差による誤差と、補助測量士の熟練度により生じる誤差、またポールに取り付けられた円形気泡管の見る角度による誤差等が発生する。

ＧＰＳ測量機を用いた観測すべきポイントの測定は、ＧＰＳ受信機を、コントローラに示された観測すべきポイント（道路の中心線、境界石線形等）に関する情報（距離、方向、矢印）を用いて、ＧＰＳ受信機が上部に取り付けられたポールを観測点の近くに移動して合わせる。

しかしながら、ＧＰＳ受信機と地面との高さによる誤差、測量士の熟練度による誤差等のため、正確な観測ポイントを測定するのには、既存の測量装備（光波器、ＧＰＳ測量機、プリズム、測量用ポール等）では誤差を減らすのに限界があった。

本発明は、上記した従来技術における諸般の問題点を解消するために提示されるものである。

本発明は、建築工事及び土木工事の現場において正確な位置を速く測量するためのものであり、簡単な構造と体積のため、運搬及び保管が簡便であり、施工現場における未熟練工も、機械的に求心と整準を含めた正確な測量を行うことができ、品質及び経済性が向上する、改良型ポータブルプリズム受信装置及び改良型ポータブルＧＰＳ受信装置、並びに、これを用いた測量方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、光波器１０００から信号を受信する受信部６２と、前記受信部６２に取り付けられた水準器６１と、前記受信部６２の下部に取り付けられ、先端はテーパー状であり、外周面に突出棒６４が露出した支持棒６３と、前記支持棒６３が貫通する通孔が形成され、前記突出棒６４が上下移動するスロット６９が形成された支持棒固定台６８と、前記支持棒固定台６８の下部に取り付けられる支え板６７と、前記支え板６７の角部に設けられ、上下位置調節が可能な多数個の位置調節具６５と、を備えて構成されるが、前記支持棒６３の先端を基準点ＣＰに接触した状態で、前記受信部６２が前記光波器１０００から信号を受信し、前記水準器６１で水平を維持する状態で、前記位置調節具６５で位置調節を行うことを特徴とする改良型ポータブルプリズム受信装置、並びに、これを用いた測量方法を提供する。

本発明によれば、建築工事及び土木工事の現場において正確な位置を速く測量するためのものであり、簡単な構造と体積のため、運搬及び保管が簡便であり、施工現場における未熟練工も、機械的に求心と整準を含めた正確な測量を行うことができ、品質及び経済性が向上する、改良型ポータブルプリズム受信装置及び改良型ポータブルＧＰＳ受信装置、並びに、これを用いた測量方法を提供する。

従来の光波器及び測量用ポールを用いた測量方法を撮影した写真である。従来の光波器及び測量用ポールを用いた測量方法を撮影した写真である。従来のＧＰＳ測量機を用いた測量方法を撮影した写真である。本発明に係る改良型ポータブルプリズム受信装置を示す分解斜視図である。本発明に係る改良型ポータブルプリズム受信装置の他の実施例を示す分解斜視図である。図４の結合斜視図である。本発明において用いられる計測定規を示す斜視図である。本発明に係る改良型ポータブルＧＰＳ受信装置を示す分解斜視図である。図８の結合斜視図である。本発明に係る改良型ポータブルプリズム受信装置を用いた測量方法を順に示す図である。本発明に係る改良型ポータブルプリズム受信装置を用いた測量方法を順に示す図である。本発明に係る改良型ポータブルプリズム受信装置を用いた測量方法を順に示す図である。本発明に係る改良型ポータブルプリズム受信装置を用いた測量方法を順に示す図である。本発明に係る改良型ポータブルプリズム受信装置を用いた測量方法を順に示す図である。本発明に係る改良型ポータブルプリズム受信装置を用いた測量方法により得られた結果を示す図である。本発明に係る改良型ポータブルＧＰＳ受信装置を用いた測量方法を順に示す図である。本発明に係る改良型ポータブルＧＰＳ受信装置を用いた測量方法を順に示す図である。本発明に係る改良型ポータブルＧＰＳ受信装置を用いた測量方法を順に示す図である。本発明に係る改良型ポータブルＧＰＳ受信装置を用いた測量方法により得られた結果を示す図である。本発明に係る改良型ポータブルＧＰＳ受信装置を用いた測量方法に用いられるコントローラ画面をキャプチャしたものである。本発明に係る改良型ポータブルＧＰＳ受信装置を用いた測量方法に用いられるコントローラ画面をキャプチャしたものである。

本発明は、光波器１０００から信号を受信する受信部６２と、前記受信部６２に取り付けられた水準器６１と、前記受信部６２の下部に取り付けられ、先端はテーパー状であり、外周面に突出棒６４が露出した支持棒６３と、前記支持棒６３が貫通する通孔が形成され、前記突出棒６４が上下移動するスロット６９が形成された支持棒固定台６８と、前記支持棒固定台６８の下部に取り付けられる支え板６７と、前記支え板６７の角部に設けられ、上下位置調節が可能な多数個の位置調節具６５と、を備えて構成されるが、前記支持棒６３の先端を基準点ＣＰに接触した状態で、前記受信部６２が前記光波器１０００から信号を受信し、前記水準器６１で水平を維持する状態で、前記位置調節具６５で位置調節を行うことを特徴とする改良型ポータブルプリズム受信装置、並びに、これを用いた測量方法を提供する。

以下、添付された図面に基づき、上記した本発明の概念が好適に具現された実施例を通じて、本発明についてさらに詳述する。

１．改良型ポータブルプリズム受信装置
図４は、本発明に係る改良型ポータブルプリズム受信装置を示す分解斜視図であり、図５は、本発明に係る改良型ポータブルプリズム受信装置の他の実施例を示す分解斜視図であり、図６は、図４の結合斜視図である。

本発明に係る改良型ポータブルプリズム受信装置５０は、光波器１０００から信号を受信する受信部６２と、前記受信部６２に取り付けられた水準器６１と、前記受信部６２の下部に取り付けられ、先端はテーパー状であり、外周面に突出棒６４が露出した支持棒６３と、前記支持棒６３が貫通する通孔が形成され、前記突出棒６４が上下移動するスロット６９が形成された支持棒固定台６８と、前記支持棒固定台６８の下部に取り付けられる支え板６７と、前記支え板６７の角部に設けられ、上下位置調節が可能な多数個の位置調節具６５と、を備えて構成されるが、前記支持棒６３の先端を基準点ＣＰに接触した状態で、前記受信部６２が前記光波器１０００から信号を受信し、前記水準器６１で水平を維持する状態で、前記位置調節具６５で位置調節を行うことを特徴とする。

また、図４に示すように、前記受信部６２と前記支持棒６３との間には、前記受信部６２を回転させる回転手段７０が設けられることを特徴とする。

前記回転手段７０は、ベアリング７４と受信部据置台７２等で構成されてもよいが、通常の手段も可能である。

また、図５に示すように、前記回転手段７０は、前記スロット６９が省略された支持棒固定台６８の上部と下部に、それぞれ上部段部７２’と下部段部７４’が設けられ、前記支持棒固定台６８の内部において前記支持棒６３の回転が可能であり、前記突出棒６４が前記上部段部７２’と前記下部段部７４’に係止される範囲内で上下移動が可能であるものに代替されてもよい。

図７は、本発明において用いられる計測定規を示す斜視図である。

図４乃至図７に示すように、本発明は、表面に定規が表記され、前記支持棒６３の先端が移動可能なスロット８１と、垂直の計測棒８２とが形成された計測定規８０を備え、前記計測棒８２を前記光波器１０００側に回転させ、前記計測定規８０を視準線ＶＬに合わせ、前記スロット８１を前記支持棒６３の先端が移動し、前記定規に沿って正確な計測場所に移動することができることを特徴とする。

本発明は、下部に前記支持棒６３の先端が貫通する孔６６’が形成された支持板６６を備え、地面に凹凸が形成された場所で、前記位置調節具６５の下端が直ちに前記地面に接触するのではなく、前記支持板６６の上部に接触するので、位置調節が容易になることを特徴とする。

２．改良型ポータブルＧＰＳ受信装置
図８は、本発明に係る改良型ポータブルＧＰＳ受信装置を示す分解斜視図であり、図９は、図８の結合斜視図である。

本発明に係る改良型ポータブルＧＰＳ受信装置５０は、衛星（図示せず）から信号を受信するＧＰＳ受信機５１と、前記ＧＰＳ受信機５１の下部に取り付けられ、先端はテーパー状であり、外周面に突出棒５３が露出した支持棒５２と、前記支持棒５２が貫通する通孔が形成され、前記突出棒５３が上下移動するスロット５９が形成された支持棒固定台５８と、前記支持棒固定台５８の下部に取り付けられ、上部に水準器５４が設置された支え板５７と、前記支え板５７の角部に設けられ、上下位置調節が可能な多数個の位置調節具５５と、を備えて構成されるが、前記支持棒５２の先端を基準点ＣＰに接触した状態で、前記ＧＰＳ受信機５１が前記衛星から信号を受信し、前記水準器５４で水平を維持する状態で、前記位置調節具５５で位置調節を行うことを特徴とする。

また、表面に定規が表記され、前記支持棒５２の先端が移動可能なスロット８１と、垂直の計測棒８２とが形成された計測定規８０を備え、前記計測棒８２を光波器１０００側に回転させ、前記計測定規８０を視準線ＶＬに合わせ、前記スロット８１を前記支持棒５２の先端が移動し、前記定規に沿って正確な計測場所に移動することができることを特徴とする。

また、下部に前記支持棒５２の先端が貫通する孔５６’が形成された支持板５６を備え、地面に凹凸が形成された場所で、前記位置調節具５５の下端が直ちに前記地面に接触するのではなく、前記支持板５６の上部に接触するので、位置調節が容易になることを特徴とする。

３．改良型ポータブルプリズム受信装置を用いた測量方法
図１０乃至図１４は、本発明に係る改良型ポータブルプリズム受信装置を用いた測量方法を順に示す図であり、図１５は、本発明に係る改良型ポータブルプリズム受信装置を用いた測量方法により得られた結果を示す図である。

本発明に係る改良型ポータブルプリズム受信装置を用いた測量方法は、前記改良型ポータブルプリズム受信装置６０を用いたものであって
（１）基準点ＣＰに前記改良型ポータブルプリズム受信装置６０の前記支持棒６３の先端を位置させるポータブルプリズム受信装置据置段階と
（２）前記水準器６１で水平を維持する状態で、前記位置調節具６５で位置調節を行う整準段階と
（３）前記光波器１０００で前記改良型ポータブルプリズム受信装置６０の座標を獲得する座標獲得段階と
（４）計測すべき方位角で前記光波器１０００を新たに視準し、観測点Ｐ１が位置すべき観測視準線ＶＬ’を設定する光波器視準段階と
（５）前記観測視準線ＶＬ’上に前記改良型ポータブルプリズム受信装置６０の前記支持棒６３の先端を位置させるポータブルプリズム受信装置据置段階と
（６）前記水準器６１で水平を維持する状態で、前記位置調節具６５で位置調節を行う整準段階と
（７）前記光波器１０００で前記改良型ポータブルプリズム受信装置６０の距離を獲得する距離獲得段階と
（８）獲得された前記改良型ポータブルプリズム受信装置６０の距離と、前記観測点Ｐ１の距離との差を求め、この距離差に合わせて、前記観測視準線ＶＬ’上において前記観測点Ｐ１に前記改良型ポータブルプリズム受信装置６０を所定の誤差範囲で近接させる観測点近接段階と
（９）前記光波器１０００で改良型ポータブルプリズム受信装置６０の距離を獲得し、獲得された前記改良型ポータブルプリズム受信装置６０の距離と、前記観測点Ｐ１の距離との差を求め、前記距離差に合わせて、前記観測視準線ＶＬ’上において前記観測点Ｐ１に前記改良型ポータブルプリズム受信装置６０を正確な位置に近接させる補正段階と
（１０）前記観測点Ｐ１を地面に表示する観測点表示段階と、を含んで構成されるが、
前記（９）補正段階において、前記計測棒８２を前記光波器１０００側に回転させ、前記計測定規８０を視準線ＶＬに合わせ、前記スロット８１を前記突出棒６３の先端が移動し、獲得された前記改良型ポータブルプリズム受信装置６０の距離と、前記観測点Ｐ１の距離との差だけ、前記定規に沿って移動することを特徴とする。

前記（８）観測点近接段階において、前記誤差範囲は、約＋１５ｃｍが好ましい。

前記（９）補正段階において、前記計測棒８２を前記光波器１０００側に回転させ、前記計測定規８０を視準線ＶＬに合わせ、前記スロット８１を前記支持棒６３の先端が移動し、獲得された前記改良型ポータブルプリズム受信装置６０の距離と、前記観測点Ｐ１の距離との差だけ、前記定規に沿って移動させるとき、３０ｃｍ定規の０点の近似値に達し、前記支持棒６３の先端を３０ｃｍ定規の０点に設けた後、それを基準として移動させることが好ましい。

図１５に、上述した過程を繰り返して得られた結果が示されている。

４．改良型ポータブルＧＰＳ受信装置を用いた測量方法
図１６乃至図１８は、本発明に係る改良型ポータブルＧＰＳ受信装置を用いた測量方法を順に示す図であり、図１９は、本発明に係る改良型ポータブルＧＰＳ受信装置を用いた測量方法により得られた結果を示す図であり、図２０及び図２１は、本発明に係る改良型ポータブルＧＰＳ受信装置を用いた測量方法に用いられるコントローラ画面をキャプチャしたものである。

本発明に係る改良型ポータブルＧＰＳ受信装置を用いた測量方法は、前記改良型ポータブルＧＰＳ受信装置５０を用いたものであって

（１）基準点ＣＰに改良型ポータブルＧＰＳ受信装置５０の前記支持棒５２の先端を位置させるポータブルＧＰＳ受信装置据置段階と
（２）前記水準器５４で水平を維持する状態で、前記位置調節具５５で位置調節を行う整準段階と
（３）前記改良型ポータブルＧＰＳ受信装置５０の座標をコントローラで獲得する座標獲得段階と
（４）前記コントローラが表示する新たな観測点Ｐ１に、前記改良型ポータブルＧＰＳ受信装置５０を所定の誤差範囲で近接させる観測点近接段階と
（５）前記計測棒８２を前記コントローラが表示する矢印方向に回転させる計測定規整列段階と
（６）前記定規を用いて、前記スロット８１上において前記コントローラが指示する正確な観測点Ｐ１を地面に表示する観測点表示段階と、を含んで構成されることを特徴とする。

前記（４）観測点近接段階において、前記誤差範囲は、約＋１５ｃｍが好ましい。

図１９に、上述した過程を繰り返して得られた結果が示されている。

本発明は、上述したように、好適な実施例と関連して説明されているが、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、様々な修正及び変形が可能であり、多様な分野において使用可能である。

したがって、本発明における請求の範囲は、本件発明の真正な範囲内に属する修正及び変形を含む。

Claims

光波器（１０００）から信号を受信する受信部（６２）と、
前記受信部（６２）に取り付けられた水準器（６１）と、
前記受信部（６２）の下部に取り付けられ、先端はテーパー状であり、外周面に突出棒（６４）が露出した支持棒（６３）と、
前記支持棒（６３）が貫通する通孔が形成され、前記突出棒（６４）が上下移動するスロット（６９）が形成された支持棒固定台（６８）と、
前記支持棒固定台（６８）の下部に取り付けられる支え板（６７）と、
前記支え板（６７）の角部に設けられ、上下位置調節が可能な多数個の位置調節具（６５）と、を備えてなるが、
前記支持棒（６３）の先端を基準点（ＣＰ）に接触した状態で、前記受信部（６２）が前記光波器（１０００）から信号を受信し、前記水準器（６１）で水平を維持する状態で、前記位置調節具（６５）で位置調節を行うことを特徴とする改良型ポータブルプリズム受信装置（６０）。
前記受信部（６２）と前記支持棒（６３）との間には、前記受信部（６２）を回転させる回転手段（７０）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の改良型ポータブルプリズム受信装置（６０）。
下部に前記支持棒（６３）の先端が貫通する孔（６６’）が形成された支持板（６６）を備え、
地面に凹凸が形成された場所で、前記位置調節具（６５）の下端が直ちに前記地面に接触するのではなく、前記支持板６６の上部に接触するので、位置調節が容易になることを特徴とする請求項１または２に記載の改良型ポータブルプリズム受信装置（６０）。
前記回転手段（７０）は、前記スロット（６９）が省略された支持棒固定台６８の上部と下部に、それぞれ上部段部（７２’）と下部段部（７４’）が設けられ、前記支持棒固定台（６８）の内部において、前記支持棒（６３）の回転が可能であり、前記突出棒（６４）が前記上部段部（７２’）と前記下部段部（７４’）に係止される範囲内で上下移動が可能であるものに代替されることを特徴とする請求項２に記載の改良型ポータブルプリズム受信装置（６０）。
衛星（図示せず）から信号を受信するＧＰＳ受信機（５１）と、前記ＧＰＳ受信機（５１）の下部に取り付けられ、先端はテーパー状であり、外周面に突出棒（５３）が露出した支持棒（５２）と、前記支持棒（５２）が貫通する通孔が形成され、前記突出棒（５３）が上下移動するスロット（５９）が形成された支持棒固定台（５８）と、前記支持棒固定台（５８）の下部に取り付けられ、上部に水準器（５４）が設置された支え板（５７）と、前記支え板（５７）の角部に設けられ、上下位置調節が可能な多数個の位置調節具（５５）と、を備えて構成されるが、前記支持棒（５２）の先端を基準点（ＣＰ）に接触した状態で、前記ＧＰＳ受信機（５１）が前記衛星から信号を受信し、前記水準器（５４）で水平を維持する状態で、前記位置調節具（５５）で位置調節を行うことを特徴とする改良型ポータブルＧＰＳ受信装置（５０）。