JP6721479B2 - 測定システムおよび測定方法 - Google Patents
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Description
このうち、プリズムの大きさLp、プリズムの屈折率n、プリズムの入射面の傾斜角α、プリズム頂点とプリズム原点との水平距離Lopは、プリズムの仕様によって決定するので、使用するプリズムを選択し仕様からこれらに代入することで、式(1)は次のようにプリズムから測量機への方向の鉛直角φvのみの関数として表すことができる。
通常、プリズムから測量機への方向の鉛直角φvを測量機が知ることはできない。しかし、プリズムを概ね鉛直に立てた場合、プリズムから測量機への方向の鉛直角φvは、測量機からプリズムへの方向の鉛直角θvとプラスマイナスの符号が反転して絶対値は一致するので、測量機によって測定することができる。なおプリズムから測量機への方向の鉛直角φvおよび測量機からプリズムへの方向の鉛直角θvの符号は、水平より上向きを正、下向きを負とする。このとき、式(1)(2)は次のように書き換えられる。
Errp=e(φv)=e(−θv) …(4)
よって式(4)より、プリズムの測定誤差Errpは、誤差関数e(−θv)によって表すことができ、測量機からプリズムへの方向の鉛直角θvによって値が決定する。
・プリズム51の大きさLp=17.2mm
・プリズム51の屈折率n=1.52
・プリズム51の入射面の傾斜角α=19.5°
・プリズム頂点P1とプリズム原点Opとの水平距離Lop=3mm
図5および図6は、上記の値を使用した場合の、測量機からプリズムへの方向の鉛直角θvに対する鉛直方向の測定誤差hおよび水平方向および測定誤差dの関係である。
一方、図6より、水平方向の測定誤差dは、測量機からプリズムへの方向の鉛直角θvに対する二次曲線によく合致する。そこで水平方向の測定誤差dは、次のようにθvの二次関数で近似できる。
上記式(5)(6)で求めた近似式を、誤差関数e(−θv)として用意しておき、これに、実際に測量機2で測定した、測量機からプリズムへの方向の鉛直角の測定値θv1を代入することで、鉛直方向の測定誤差h、水平方向の測定誤差dを容易に求めることができる。求めた測定誤差の値を用いて測定値を補正することで、測定誤差を低減させることができ、全周反射プリズム50を使用する際の測定の精度を向上させることができる。
・プリズムの大きさLp=26mm
・屈折率n=1.52
・入射面の傾斜角α=0°
・プリズム頂点とプリズム原点との水平距離Lop=14mm
図11および図12は、上記の値を使用した場合の、測量機からプリズムへの方向の鉛直角θvに対する鉛直方向の測定誤差hおよび水平方向および測定誤差dの関係である。
一方、図12より、水平方向の測定誤差dは、鉛直角θvに対する二次曲線によく合致する。そこで水平方向の測定誤差dは、次のようにθvの二次関数で近似できる。
第1の実施形態と同様、上記式(7)(8)の近似式を、誤差関数e(−θ)として予め用意しておくことで、測量機からプリズムへの方向の鉛直角の測定値θv1を代入するだけで、誤差を算出することができる。その値を用いて測定値を補正することで、全周反射プリズム60を使用する際の測定の精度を向上させることができる。
2 測量機
3 プリズムユニット
8 測量機
11 水平角検出器(角度検出部)
12 鉛直角検出器(角度検出部)
18 測距部
22 演算制御部
50 全周反射プリズム
51 (全周反射プリズムを構成する)プリズム
60 全周反射プリズム
61 (全周反射プリズムを構成する)プリズム
70 一素子プリズム
71 (一素子プリズムを構成する)プリズム
d 水平方向の測定誤差
h 鉛直方向の測定誤差
θv 測量機からプリズムへの方向の鉛直角
θv1 測量機からプリズムへの方向の鉛直角の測定値
Y 測定点
Lp プリズムの大きさ
n プリズムの屈折率
α プリズムの入射面の傾斜角
Lop プリズム頂点とプリズムの原点の水平距離
Errp 測定誤差
e(−θv) 誤差関数
Claims (7)
- 鉛直方向の回転が固定されたプリズムと、
鉛直および水平に回転可能で、前記プリズムの鉛直角および水平角を測定する角度検出部と、前記プリズムまでの距離を測定する測距部と、測定した前記プリズムまでの鉛直角、水平角、および距離の値から前記プリズムの位置を計算する演算部とを有する測量機と、
を備え、
前記プリズムは概ね鉛直に立てられ設置され、前記プリズムと前記測量機との間に高低差がある状態で使用することに起因する鉛直方向の測定誤差を、前記測量機から前記プリズムへの方向の鉛直角の測定値を用いて算出し、前記プリズムの位置を計算する際に、その算出した誤差で補正することに特徴を有する測定システム。 - 鉛直方向の回転が固定されたプリズムと、
鉛直および水平に回転可能で、前記プリズムの鉛直角および水平角を測定する角度検出器と、前記プリズムまでの距離を測定する測距部と、測定した前記プリズムまでの鉛直角、水平角、および距離の値から前記プリズムの位置を計算する演算部とを有する測量機と、
を備え、
前記プリズムは概ね鉛直に立てられ設置され、前記プリズムと前記測量機との間に高低差がある状態で使用することに起因する水平方向の測定誤差を、前記測量機から前記プリズムへの方向の鉛直角の測定値を用いて算出し、前記プリズムの位置を計算する際に、その算出した誤差で補正することに特徴を有する測定システム。 - 前記プリズムは概ね鉛直に立てられ設置され、前記プリズムと前記測量機との間に高低差がある状態で使用することに起因する鉛直方向および水平方向の測定誤差を、前記測量機から前記プリズムへの方向の鉛直角の測定値を用いて算出し、前記プリズムの位置を計算する際に、その算出した誤差で補正する、
ことに特徴を有する請求項2に記載の測定システム。 - 前記鉛直方向の測定誤差の算出は、前記プリズムの入射面の傾斜角、前記プリズムの屈折率、前記プリズムの大きさ、および前記プリズムのプリズム頂点とプリズム原点の水平距離により、測量機からプリズムへの方向の鉛直角に対する誤差関数を決定し、前記誤差関数に前記測量機から前記プリズムへの方向の鉛直角の測定値を入力することで行う、
ことに特徴を有する請求項1に記載の測定システム。 - 前記水平方向の測定誤差の算出は、前記プリズムの入射面の傾斜角、前記プリズムの屈折率、前記プリズムの大きさ、および前記プリズムのプリズム頂点とプリズム原点の水平距離により、測量機からプリズムへの方向の鉛直角に対する誤差関数を決定し、前記誤差関数に前記測量機から前記プリズムへの方向の鉛直角の測定値を入力することで行う、
ことに特徴を有する請求項2に記載の測定システム。 - 前記鉛直方向および水平方向の測定誤差の算出は、前記プリズムの入射面の傾斜角、前記プリズムの屈折率、前記プリズムの大きさ、および前記プリズムのプリズム頂点とプリズム原点の水平距離により、測量機からプリズムへの方向の鉛直角に対する誤差関数を決定し、前記誤差関数に前記測量機から前記プリズムへの方向の鉛直角の測定値を入力することで行う、
ことに特徴を有する請求項3に記載の測定システム。 - 請求項1〜6に記載の測定システムを用いて、
前記プリズムの入射面の傾斜角、前記プリズムの屈折率、前記プリズムの大きさ、および前記プリズムのプリズム頂点とプリズム原点の水平距離により、測量機からプリズムへの方向の鉛直角に対する誤差関数を決定する準備ステップと、
前記プリズムを概ね鉛直に設置する設置ステップと、
前記測量機で前記プリズムを測距および測角する測定ステップと、
前記ステップで得た前記測量機から前記プリズムへの方向の鉛直角を前記誤差関数に入力することで鉛直方向および水平方向の測定誤差を算出する誤差算出ステップと、
前記測定誤差を用いて前記ステップで得た測定値の補正を行う補正ステップと、
を備えることを特徴とする測定方法。
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