JP7370946B2

JP7370946B2 - 測量装置

Info

Publication number: JP7370946B2
Application number: JP2020144048A
Authority: JP
Inventors: 良太山崎; 枝穂泉
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2020-08-28
Filing date: 2020-08-28
Publication date: 2023-10-30
Anticipated expiration: 2040-08-28
Also published as: JP2022039166A

Description

本発明は、測量装置に関する。

リアルタイムキネマティック（ＲＴＫ－ＧＰＳ）測量システムは、ＧＰＳ等の測位用の人工衛星を用いて、基準局と移動局との相対的な位置関係を高精度に求める干渉測位システムの１つである。位置座標が既知で固定的に観測点に設置される基準局は、人工衛星からの電波を受信し、補正用データを移動局に伝送する。移動局も同様に人工衛星からの電波を受信し、且つ基準局から受信した補正用データも用いて解析処理を行うことで、移動局の三次元位置を高精度に計測することができる。

特許文献１は、電波障害の少ない基準局を選択可能に構成されたＲＴＫ-ＧＰＳ測量システムを開示している。特許文献１に記載のＲＴＫ-ＧＰＳ測量システムは、ＲＴＫ-ＧＰＳ測量を実行するため、ＩＰ-ＶＰＮ通信ネットワーク網において、基準局と移動局との通信を確立するサーバを備える。移動局は、基準局から障害物情報を受信して、複数の基準局の中から最適な補正用データの送信を行う基準局を選択することができる。ＲＴＫ－ＧＰＳ測量システムは、基準局から移動局が受信する補正信号を、移動局が無線通信を経由して受信しながら動作することを前提としている。このため、使用現場において基準局と移動局の間の無線通信の品質を良好に保つことが必要である。

しかし、基準局と移動局との間の無線通信が良好に行われない場合がある。このとき移動局は、ＧＰＳ受信機を有していれば、人工衛星からの電波のみに基づいて測位結果を出力する。このため、測位精度が劣化したり、測位が不能な状態が生じていたりする場合に、劣化原因がどこにあるのか突き止めることが難しい。ＲＴＫ－ＧＰＳ測量システムの測位精度劣化の要因は、基準局及び／又は移動局におけるＧＰＳ衛星信号の劣化や、ＲＴＫ－ＧＰＳ補正信号の無線通信エラーなど複数の要因が相互に関係している。このため、測位精度が劣化した場合の原因特定が難しい。

また、ＲＴＫ－ＧＰＳ補正信号を無線伝送する送信局／受信局は一般に無線モジュールで構成されており、いわばブラックボックスであることから、無線の通信に関わる処理の途中経過に関する情報や、無線品質情報などを取得することができない。

特許文献１のシステムは、障害物情報を利用することによって最適な補正用データの送信を行う基準局を選択することが可能に構成されている。しかし、基準局を１局しか利用できないエリアにおいては、補正用データの送信エラーを回避することができない。また、特許文献１のシステムは、補正用データの送信エラー等を引き起こす装置及び環境に起因する要因を分析し、測量システムを正常な状態に回復し運用することができるようには構成されていない。

特開２００７－３０９６６７号公報

本発明は上記実情を鑑みてなされたものであり、測位劣化、又は測位不能が生じた場合に、その要因を的確に判定し、これにより測量システムの不具合による不稼働時間を短縮し、施工効率を向上できる測量装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係る測量装置は、基準局と無線通信を行う受信局と、前記無線通信の状態を解析する無線解析部と、前記受信局及び前記無線解析部の出力に基づきデータ解析を行うデータ解析部と、前記データ解析の判定結果を出力するユーザインタフェースとを備える。前記無線解析部は、前記無線通信により受信される信号のスペクトル分析を行い、該信号のスペクトルが前記受信局が受信すべき所望信号のスペクトルと類似しているか否かを判定し、前記信号のスペクトルが前記所望信号のスペクトルと類似していると判定される場合は、該信号の電力を所望信号の電力として出力し、前記信号のスペクトルが前記所望信号のスペクトルと類似していないと判定される場合は、該信号の電力を雑音信号の電力として出力する。前記データ解析部は、前記所望信号の電力が閾値以下の場合は、測位劣化の要因を前記所望信号の強度劣化と判定し、前記雑音信号の電力が閾値以上の場合は、測位劣化の要因を前記雑音信号が過大であることと判定し、前記雑音信号電力が閾値未満の場合は、測位劣化の要因を装置の故障であると判定する。

また、本発明の第２の態様に係る測量装置は、人工衛星から電波を受信するＧＰＳ受信機と、基準局と無線通信を行って補正信号を受信する受信局と、前記無線通信の状態を解析する無線解析部と、前記受信局及び前記無線解析部の出力に基づきデータ解析を行うデータ解析部と、前記データ解析の判定結果を出力するユーザインタフェースとを備える。前記無線解析部は、前記無線通信により受信される信号のスペクトル分析を行い、該信号のスペクトルが前記受信局が受信すべき補正信号のスペクトルと類似しているか否かを判定し、前記信号のスペクトルが前記補正信号のスペクトルと類似していると判定される場合は、該信号の電力を前記補正信号の電力として出力し、前記信号のスペクトルが前記補正信号のスペクトルと類似していないと判定される場合は、該信号の電力を雑音信号の電力として出力する。前記データ解析部は、（Ｉ）前記ＧＰＳ受信機から得られた信号に基づいて得られる測位結果が劣化していない場合は、測位結果を出力し、（ＩＩ）前記測位結果が劣化している場合において、（ａ）前記補正信号の電力が閾値以下の場合は、測位劣化の要因を前記補正信号の強度劣化と判定し、（ｂ）前記雑音信号の電力が閾値以上の場合は、測位劣化の要因を前記雑音信号であることと判定し、（ｃ）前記雑音信号電力が閾値未満の場合は、測位劣化の要因を装置の故障であると判定する。

本発明によれば、測位劣化、又は測位不能が生じた場合に、その要因を的確に判定し、これにより測量システムの不具合による不稼働時間を短縮し、施工効率を向上できる測量装置を提供することができる。

第１の実施の形態に係る測量システム及び移動局としての測量装置を説明する概略図である。第１の実施の形態の測量システムの動作を説明するフローチャートである。第１の実施の形態の測量システムの動作を説明するフローチャートである。無線解析部１０２の動作の具体例を説明するグラフである。無線解析部１０２の動作の具体例を説明するフローチャートである。第２の実施の形態に係る測量システム及び移動局としての測量装置を説明する概略図である。第２の実施の形態の測量システムの動作を説明するフローチャートである。第２の実施の形態の測量システムの動作を説明するフローチャートである。第３の実施の形態に係る測量システム及び測量装置を説明する概略図である。第４の実施の形態に係る測量システム及び測量装置を説明する概略図である。第４の実施の形態に係る測量システム及び測量装置を説明する概略図である。

以下、添付図面を参照して本実施形態について説明する。添付図面では、機能的に同じ要素は同じ番号で表示される場合もある。なお、添付図面は本開示の原理に則った実施形態と実装例を示しているが、これらは本開示の理解のためのものであり、決して本開示を限定的に解釈するために用いられるものではない。本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味においても限定するものではない。

本実施形態では、当業者が本開示を実施するのに十分詳細にその説明がなされているが、他の実装・形態も可能で、本開示の技術的思想の範囲と精神を逸脱することなく構成・構造の変更や多様な要素の置き換えが可能であることを理解する必要がある。従って、以降の記述をこれに限定して解釈してはならない。

以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明する。以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。なお、以下の実施の形態において、その構成要素（処理ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須ではない。

また、以下の実施の形態における各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路その他のハードウェアとして実現しても良い。また、後述する各構成、機能、処理部、処理手段等は、コンピュータ上で実行されるプログラムとして実現しても良い。すなわち、ソフトウェアとして実現しても良い。各構成、機能、処理部、処理手段等を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、ＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）等の記憶装置、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記憶媒体に格納することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

[第１の実施の形態]
まず、図１を参照して、第1の実施の形態に係る測量システム及び移動局としての測量装置を説明する。この測量システムは、基準局１０と、移動局１００（測量装置）とから構成される。

基準局１０は、位置座標が既知の観測局（固定局）であり、人工衛星Ｓｔからの電波を受信可能なＧＰＳ受信機１１と、移動局１００に向けて補正信号を送信可能に構成された送信局１２とを備える。移動局（測量装置）１００は、基準局１０からの信号を無線通信により受信して、その位置情報を測定可能に構成される。

移動局１００は一例として、送信局１２から補正信号を無線通信により受信可能とされた受信局１０１と、無線解析部１０２と、データ解析部１０３と、ユーザインタフェース１０４とから構成される。無線解析部１０２は、送信局１２と受信局１０１の間の無線通信空間で送受信される信号の状態を解析する機能を有する。一例として無線解析部１０２は、無線通信で送受信される信号のスペクトルを分析し、その結果に従って無線通信の状態を判定するよう構成され得る。

データ解析部１０３は、受信局１０１で受信された信号を解析して、移動局１００の位置を計算すると共に、無線解析部１０２での解析結果に従い、無線通信の状態を判定し、測位劣化が生じている要因についての判定を行う。ユーザインタフェース１０４は、この解析の結果を、図示しないディスプレイ等を用いてユーザに向けて提示・出力する。なお、上述した構成要素１１、１２、１０１～１０４は、ＲＴＫ-ＧＰＳ測量システムの中の機能として実現してもよい。また、これらの構成要素を実現するため、周知のアンテナ等の高周波素子、高周波回路、ＦＰＧＡ、デジタル回路、ＣＰＵ、メモリ等のハードウェア素子が用いられ得る。また、上述する制御を実現するためのソフトウェアが搭載され得る。

図２及び図３のフローチャートを参照して、無線解析部１０２及びデータ解析部１０３が実行する解析動作を説明する。

移動局１００は、その動作中、受信局１０１において送信局１２から受信される信号をデータ解析部１０３において解析し、その結果（測位データ）をユーザインタフェース１０４においてユーザに提示する。この受信局１０１での受信動作と並行して、無線解析部１０２は、受信局１０１と同じ周波数帯に設定され、送信局１２と受信局１０１の間の無線通信空間で送受信される信号の受信・測定を開始する（ステップＳ２０１）。

次に、無線解析部１０２は、受信・測定した信号に対してスペクトル分析を行う（ステップＳ２０２）。このとき、受信局１０１が受信すべき、測量の補正用データが含まれている信号（以下、「所望信号」という）のスペクトルの特徴は、予め無線解析部１０２に設定されているものとする。

次に、無線解析部１０２において受信・測定された信号のスペクトルが、所望信号のスペクトルと類似しているか否かの判定が、無線解析部１０２において行われる（ステップＳ２０３）。測定された信号のスペクトルが、所望信号のスペクトルと類似していると判定された場合（ステップＳ２０３のＹｅｓ）は、無線解析部１０２において受信・測定された信号を所望信号と判定し、その所望信号の電力値を計算し、計算された電力値をデータ解析部１０３に出力する（ステップＳ２０４）。

一方、測定された信号のスペクトルが、所望信号のスペクトルと類似していないと判定された場合（ステップＳ２０３のＮｏ）は、無線解析部１０２において受信・測定された信号は所望信号ではなく雑音信号と判定し、その雑音信号の電力値を計算し、計算された電力値をデータ解析部１０３へ出力する（ステップＳ２０５）。以上に説明した処理が周期的に繰り返される。

次に図３を参照して、データ解析部１０３が行う解析動作について説明する。まず、データ解析部１０３は、受信局１０１が所望信号を受信できているか否かを判定する（ステップＳ３０１）。受信局１０１が所望信号を受信できている場合（Ｙｅｓ）は、測量は正常に行われているものと判断し、その所望信号に従った測位結果が出力され、その後ステップＳ３０１が繰り返される。

一方、受信局１０１が所望信号を受信できていない場合（Ｎｏ）は、無線解析部１０２が出力する無線解析情報がデータ解析部１０３において取得される（ステップＳ３０２）。次に、無線解析情報が所望信号の電力値であるか否かが、図２の手順の結果に従って判定される。Ｙｅｓの場合にはステップＳ３０４に移動し、Ｎｏの場合（すなわち、無線解析情報は雑音の電力値である場合）にはステップＳ３０６に移動する。

無線解析情報が所望信号の電力値である場合には、その所望信号の電力値が閾値以下であるか否かが判定される（ステップＳ３０４）。所望信号の電力値が閾値以下の場合（ステップ３０４のＹｅｓ）は、測量精度の劣化要因が所望信号の強度劣化であると判定し、その結果をユーザインタフェース１０４へ出力する（ステップＳ３０５）。所望信号の電力値が閾値より大きい場合には（ステップ３０４のＮｏ）、測定は正常に行われていると判定して、ステップＳ３０１に戻る。

一方、無線解析情報が雑音信号の電力値であると判定された場合、その雑音信号の電力値が閾値以上か否かがステップＳ３０６において判定される。雑音信号の電力値が閾値以上である場合は（ステップＳ３０６のＹｅｓ）、測量精度の劣化要因が雑音信号の電力値の強度が許容範囲を超えて大きい（過大である）ことであると判定し、その結果をユーザインタフェース１０４へ出力する（ステップＳ３０７）。

これに対し、無線解析情報が雑音信号の電力値であるが、その雑音信号の電力値も閾値未満である場合は、測量精度の劣化原因は、所望信号の電力値の低下でもなく、雑音信号が大きいことでもないと判断される。この場合は、移動局１００自体に故障等の不具合が生じている可能性が高い。そこで、ステップＳ３０８では、測量精度の劣化要因を装置故障と判定し、その結果をユーザインタフェース１０４へ出力する。以上に説明した処理が、周期的に繰り返される。

次に、無線解析部１０２の動作のより詳細な例を、図４及び図５を参照して説明する。この例では、無線解析部１０２で受信された信号のスペクトル分析を行うスペクトル分析時間を予め設定するとともに、所望信号の周波数スペクトル幅を予め設定し、信号の受信をスペクトル分析時間の間実行してスペクトル分析を行う。信号受信を予め設定した時間の間行い、受信信号のスペクトル分析処理を実施する。このとき、分析したスペクトルの周波数幅が予め設定したスペクトル幅に一致又は近似している場合は、その受信された信号の電力値を、所望信号の電力値として出力する。一致又は近似していない場合は、その受信された信号の電力値を、雑音信号の電力値として計算して出力する。

図４及び図５を参照してより具体的に説明する。図４は、所望信号のスペクトル電力の形状パターンの例を示す図である。

図４の上側のグラフは、周波数ホッピング方式によるスペクトルの例（４０１）を示している。縦軸は周波数、横軸が時間を示しており、帯の部分が電力値が高いことを示している。このように狭帯域のスペクトル電力が広い周波数範囲を移動しながら通信を行う方式は一般的に周波数ホッピング方式と呼ばれる。また、図４の下側のグラフは、ＯＦＤＭ方式によるスペクトルの例（４０２）を示している。

本実施の形態においては、補正用データが含まれている所望信号の伝送において周波数ホッピング方式が用いられ、所望信号とは異なる干渉信号がＯＦＤＭ方式を利用する場合を例として説明する。ただし、これに限定されるものではなく、逆に所望信号がＯＦＤＭ方式を利用し、所望信号とは異なる干渉信号が周波数ホッピング方式を利用するのであってもよい。所望信号のスペクトル電力と、それ以外のスペクトル電力を区別できるよう、予め装置に特徴を入力しておくことにより、上述のデータ解析を実行することができる。

図５は、無線解析部１０２が行うスペクトル分析の処理動作について説明する図である。この処理動作においては、無線解析部１０２において、予めスペクトル分析の時間幅Ｔが設定される（ステップＳ５０１）。次に、所望信号の周波数スペクトル幅Ｆが設定される（ステップＳ５０２）。

時間幅Ｔ及び周波数スペクトル幅Ｆが設定された状態において、無線解析部１０２による信号受信が開始される（ステップＳ５０３）。時間Ｔが経過するまで無線解析部１０２による受信動作が継続され（ステップＳ５０４）、時間Ｔが経過したら、時間Ｔの間に受信した信号のスペクトル分析処理が実施される（ステップＳ５０５）。

次に、分析したスペクトルの周波数幅が、設定された周波数スペクトル幅Ｆに一致または近似しているか否かが判定される（ステップＳ５０６）。一致又は近似している場合は（Ｙｅｓ）、所望信号を受信したと判定し、所望信号の電力値が計算される（ステップＳ５０７）。一致又は近似していない場合は、雑音信号を受信したと判定し、雑音信号の電力値が計算される（ステップＳ５０８）。

以上説明したように、第１の実施の形態の測量システム及び測量装置によれば、測位劣化の原因を、判定の状況に応じて判別することができる（例えば、所望信号の強度劣化、雑音信号の強度、装置故障）。これにより測量システムの不具合による不稼働時間を短縮し、施工効率を向上させることができる。

[第２の実施の形態]
次に、図６～図８を参照して、第２の実施の形態に係る測量システム、及び移動局としての測量装置１００を説明する。この測量システムは、第１の実施の形態と同様に、基準局１０と、移動局１００Ａ（測量装置）とから構成される。ただし、この第２の実施の形態の移動局１００Ａは、更にＧＰＳ受信機１０５を備えている点で、第１の実施の形態の移動局１００と異なっている。その他の構成は第１の実施の形態と同様であり、図６において同一の構成要素は同一の参照符号を付している。従って、以下では重複する説明は省略し、異なる点を主に説明する。

第２の実施の形態の移動局１００Ａは、ＧＰＳ受信機１０５から人工衛星Ｓｔからの電波（ＧＰＳ衛星信号）を受信すると共に、受信局１０１からは、基準局１０の送信局１２から送信された補正用データを受信可能に構成される。人工衛星ＳｔからのＧＰＳ衛星信号に加え、基準局１０から得られた補正用データにより、移動局１００Ａは自身の位置のデータを高精度に計測することができる。

図８及び図９のフローチャートを参照して、無線解析部１０２及びデータ解析部１０３が実行する解析動作を説明する。

移動局１００は、その動作中、ＧＰＳ受信機１０５から受信されるＧＰＳ衛星信号を受信すると共に、受信局１０１において送信局１２から受信される補正信号をデータ解析部１０３において解析し、その結果（測位データ）をユーザインタフェース１０４においてユーザに提示する。この受信局１０１及びＧＰＳ受信機１０５での受信動作と並行して、無線解析部１０２は、受信局１０１と同じ周波数帯に設定され、送信局１２と受信局１０１の間の無線通信空間で送受信される信号の受信・測定を開始する（ステップＳ９０１）。

次に、無線解析部１０２は、受信・測定した信号に対してスペクトル分析を行う（ステップＳ９０２）。このとき、受信局１０１が受信すべき、測量の補正用データが含まれている補正信号のスペクトルの特徴は、予め無線解析部１０２に設定されているものとする。

次に、無線解析部１０２において受信・測定された信号のスペクトルが、補正信号のスペクトルと類似しているか否かの判定が、無線解析部１０２において行われる（ステップＳ９０３）。測定された信号のスペクトルが、補正信号のスペクトルと類似していると判定された場合（ステップＳ９０３のＹｅｓ）は、無線解析部１０２において受信・測定された信号を補正信号と判定し、その補正信号の電力値を計算し、計算された電力値をデータ解析部１０３に出力する（ステップＳ９０４）。

一方、測定された信号のスペクトルが、補正信号のスペクトルと類似していないと判定された場合（ステップＳ９０３のＮｏ）は、無線解析部１０２において受信・測定された信号は補正信号ではなく雑音信号と判定し、その雑音信号の電力値を計算し、計算された電力値をデータ解析部１０３へ出力する（ステップＳ９０５）。以上に説明した処理が周期的に繰り返される。

次に図８を参照して、データ解析部１０３が行う解析動作について説明する。まず、データ解析部１０３は、ＧＰＳ受信機１０５が出力するＧＰＳ測位情報を取得する（ステップＳ１００１）。次に、ＧＰＳ測位情報に従い、測位精度が劣化したか否かが判定される（ステップＳ１００２）。測位精度が劣化していない場合（Ｎｏ）は、測位結果をユーザインタフェース１０４へ出力する（ステップＳ１００３）。

一方、測位精度が劣化した場合（Ｙｅｓ）は、受信局１０１が補正信号を受信できているか否かが判定される（ステップＳ１００４）。受信局１０１が補正信号を受信できている場合（Ｙｅｓ）は、ＧＰＳ衛星信号の品質が劣化したと判定し、その判定結果をユーザインタフェース１０４へ出力する（ステップＳ１００５）。

一方、受信局１０１が補正信号を受信できていないと判定される場合（ステップＳ１００４のＮｏ）は、無線解析部１０２が出力する無線解析情報を取得する（ステップＳ１００６）。そして、データ解析部１０３は、取得された無線解析情報が補正信号の電力値であるのか、それとも雑音信号の電力値であるのかを判定する（ステップＳ１００７）。Ｙｅｓの場合にはステップＳ１００８に移動し、Ｎｏの場合（すなわち、無線解析情報は雑音の電力値である場合）にはステップＳ１０１０に移動する。

無線解析情報が所望信号の電力値である場合には、その補正信号の電力値が閾値以下であるか否かがステップＳ１００８において判定される。補正信号の電力値が閾値以下の場合（ステップ１００８のＹｅｓ）は、測量精度の劣化要因が補正信号の強度劣化であると判定し、その結果をユーザインタフェース１０４へ出力する（ステップＳ１００９）。補正信号の電力値が閾値より大きい場合には（ステップ１００８のＮｏ）、測定は正常に行われていると判定して、ステップＳ１００１に戻る。

一方、無線解析情報が雑音信号の電力値であると判定された場合、その雑音信号の電力値が閾値以上か否かがステップＳ１０１０において判定される。雑音信号の電力値が閾値以上である場合は（ステップＳ１０１０のＹｅｓ）、測量精度の劣化要因が雑音信号の電力値の強度が許容範囲を超えて大きいことであると判定し、その結果をユーザインタフェース１０４へ出力する（ステップＳ１０１１）。

これに対し、無線解析情報が雑音信号の電力値であるが、その雑音信号の電力値も閾値未満である場合は、測量精度の劣化原因は、所望信号の電力値の低下でもなく、雑音信号が大きいことでもないと判断される。この場合は、移動局１００自体に故障等の不具合が生じている可能性が高い。そこで、ステップＳ１０１２では、測位の劣化要因を装置故障と判定し、その結果をユーザインタフェース１０４へ出力する。以上に説明した処理が、周期的に繰り返される。

以上説明したように、第２の実施の形態の測量システム及び測量装置によれば、測位劣化の原因を、判定の状況に応じて判別することができる。第２の実施の形態では、移動局１００がＧＰＳ受信機１０５を備えることにより、第１実施の形態の判別事項に加え、測位劣化の原因が衛星信号の品質の低下であることも判定することができる。これにより測量システムの不具合による不稼働時間を短縮し、施工効率を向上させることができる。

[第３の実施の形態]
次に、図９を参照して、第３の実施の形態に係る測量システム、及び移動局としての測量装置１００を説明する。この測量システムは、前述の実施の形態とは異なり、基準局１０と移動局１００Ｂとに加え、リモートコントローラ２００を備えている。基準局１０の構成は、前述の実施の形態と同様であってよい。

移動局１００Ｂは、前述の実施の形態の構成要素に加え、リモートコントローラ２００との間で信号を送受信するコントローラ用送受信局１０８を備えることができる。

リモートコントローラ２００は、一例として前述のコントローラ用送受信局１０８と無線通信により信号の送受信を行うコントローラ用送受信局２０１と、ユーザインタフェース２０２と、制御部２０３とを備える。

ユーザインタフェース２０２は、前述の実施の形態のユーザインタフェース１０４に相当し、使用者が操作して設定値を入力し、移動局１００Ｂから受信した情報を可視化して図示しないディスプレイに表示する機能を有する。制御部２０３は、リモートコントローラ２００の全体の制御を司る。

この第３の実施の形態によれば、リモートコントローラ２００を介して移動局１００Ｂを制御し、前述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

[第４の実施の形態]
次に、図９を参照して、第３の実施の形態に係る測量システム、及び移動局としての測量装置を説明する。この第４の実施の形態では、移動局が建設機械１０００として構成されている。基準局の構成は前述の実施の形態と同一で良いので、重複する説明は省略し、以下では建設機械１０００の説明を行う。

図１０の外観構造図に示すように、建設機械１０００は、一例として、ＩＣＴ施工ショベルである。ＩＣＴ施工ショベルは、ＭＧ（マシンガイダンス）ショベル、ＭＣ（マシンコントロール）ショベルとも呼ばれ、予め入力された施工データを元に、高精度なＧＰＳ測位を元にバケットの刃先位置を管理し、施工データ通りに地面の掘削を行うショベルである。ＩＣＴ施工ショベルである建設機械１０００は一例として、上部旋回体１１１０と、下部走行体１１２０と、作業機１１３０と、旋回機構１１４０と、シリンダ１１６０とを備えている。

上部旋回体１１１０は、下部走行体１１２０の上部に旋回機構１１４０を介して旋回可能に取り付けられる車体の一部であり、オペレータが運転を行うための運転室１１１１が備えられている。運転室１１１１には運転室１１１１を外部と仕切り開閉可能とされたドア１３が備え付けられている。ドア１３は、物理鍵により施錠可能に構成されている。運転室１１１１には、建設機械１０００を操作するための各種操作部１７３が備えられている。

上部旋回体１１１０は、建設機械１０００の高さ方向に平行な回転軸を中心に、下部走行体１１２０に対して旋回する。上部旋回体１１１０は、例えば、エンジン等を含む油圧装置を収容している。下部走行体１１２０は、例えば、図示を省略する油圧モータによって駆動される履帯１１２１を備え、制御装置の制御の下で建設機械１０００を走行させる。

作業機１１３０は、例えば、上部旋回体１１１０の前部に設けられ、シリンダ１１６０によって駆動されて掘削作業などの作業を行う。作業機１１３０は、例えば、ブーム１１３１と、アーム１１３２と、バケット１１３３とを有する。旋回機構１１４０は、図示を省略する油圧モータ又は電動モータを有し、制御装置の制御の下、建設機械１０００の高さ方向に平行な回転軸を中心に、上部旋回体１１１０を下部走行体１１２０に対して旋回させる。

図１１を参照して、第４の実施の形態に係る具体的なハードウェア構成について説明する。図１１に示すように、ＩＣＴ施工ショベルである建設機械１０００は、ＧＰＳ受信機１０５Ａ、受信局１０１、ＩＣＴ施工コントローラ１２０３、無線解析部１０２、データ解析部１０３、駆動用アクチュエータ１２０６、運転者用操作インタフェース１２０７、運転者用出力モニタ１２０８、警報装置１２０９で構成され得る。前述の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付しているので、以下では重複する説明は省略する。

駆動用アクチュエータ１２０６は、ＩＣＴ施工コントローラ１２０３からの指示を受け、図１０に示すアーム１１３２、バケット１１３３、旋回機構１１４０、その他の機械的な制御を実行する。運転者用操作インタフェース１２０７は、運転者からの設定入力を受け付ける。運転者用出力モニタ１２０８は、測量精度劣化要因を可視化して出力する。警報装置１２０９は、測量精度劣化要因を音情報に置換して出力する。

この構成において、ＩＣＴ施工ショベルとして高精度な測量を行う事ができる。また測量の精度劣化が発生した場合には、前述した処理によってその原因を識別し、運転者に情報を提示することで、運転者は対策と復旧を速やかに行うことができる。それにより、施工作業の効率を向上することができる。

［その他］
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

Ｓｔ…人工衛星
１０…基準局
１００、１００Ａ、１００Ｂ…移動局（測量装置）
１０１…受信局
１０２…無線解析部
１０３…データ解析部
１０４…ユーザインタフェース
１０５、１０５Ａ…ＧＰＳ受信機
２００…リモートコントローラ
２０１…コントローラ用送受信局
２０２…ユーザインターフェース
２０３…制御部
１１１０…上部旋回体
１１２０…下部走行体
１１３０…作業機
１１４０…旋回機構
１１６０…シリンダ
１２０６…駆動用アクチュエータ
１２０７…運転者用操作Ｉ／Ｆ
１２０８…運転者用出力モニタ
１２０９…警報装置

Claims

基準局と無線通信を行う受信局と、
前記無線通信の状態を解析する無線解析部と、
前記受信局及び前記無線解析部の出力に基づきデータ解析を行うデータ解析部と、
前記データ解析の判定結果を出力するユーザインタフェースと
を備え、
前記無線解析部は、
前記無線通信により受信される信号のスペクトル分析を行い、
該信号のスペクトルが、前記受信局が受信すべき所望信号のスペクトルと類似しているか否かを判定し、
前記信号のスペクトルが前記所望信号のスペクトルと類似していると判定される場合は、該信号の電力を前記所望信号の電力として出力し、
前記信号のスペクトルが前記所望信号のスペクトルと類似していないと判定される場合は、該信号の電力を雑音信号の電力として出力し、
前記データ解析部は、
前記所望信号の電力が閾値以下の場合は、測位劣化の要因を前記所望信号の強度劣化と判定し、
前記雑音信号の電力が閾値以上の場合は、測位劣化の要因を前記雑音信号が過大であることと判定し、
前記雑音信号の電力が閾値未満の場合は、測位劣化の要因を装置の故障であると判定する
ことを特徴とする測量装置。
前記無線解析部は、スペクトル分析を行うスペクトル分析時間を予め設定するとともに、前記所望信号の周波数スペクトル幅を予め設定し、信号の受信を前記スペクトル分析時間の間実行してスペクトル分析を行うよう構成され、
信号受信を予め設定した時間の間行い、受信信号のスペクトル分析処理を実施し、分析したスペクトルの周波数幅が予め設定したスペクトル幅に一致又は近似している場合は、前記所望信号の電力値を計算して出力し、
分析したスペクトルの周波数幅が予め設定したスペクトル幅に一致又は近似していない場合は、前記雑音信号の電力値を計算して出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の測量装置。
人工衛星から電波を受信するＧＰＳ受信機と、
基準局と無線通信を行って補正信号を受信する受信局と、
前記無線通信の状態を解析する無線解析部と、
前記受信局及び前記無線解析部の出力に基づきデータ解析を行うデータ解析部と、
前記データ解析の判定結果を出力するユーザインタフェースと
を備え、
前記無線解析部は、
前記無線通信により受信される信号のスペクトル分析を行い、
該信号のスペクトルが、前記受信局が受信すべき補正信号のスペクトルと類似しているか否かを判定し、
前記信号のスペクトルが前記補正信号のスペクトルと類似していると判定される場合は、該信号の電力を前記補正信号の電力として出力し、
前記信号のスペクトルが前記補正信号のスペクトルと類似していないと判定される場合は、該信号の電力を雑音信号の電力として出力し、
前記データ解析部は、
（Ｉ）前記ＧＰＳ受信機から得られた信号に基づいて得られる測位結果が劣化していない場合は、測位結果を出力し、
（ＩＩ）前記測位結果が劣化している場合において、
（ａ）前記補正信号の電力が閾値以下の場合は、測位劣化の要因を前記補正信号の強度劣化と判定し、
（ｂ）前記雑音信号の電力が閾値以上の場合は、測位劣化の要因を前記雑音信号であると判定し、
（ｃ）前記雑音信号の電力が閾値未満の場合は、測位劣化の要因を装置の故障であると判定する
ことを特徴とする測量装置。
前記データ解析部は、前記測位結果が劣化しているが、前記受信局から補正信号を受信できる場合は、測位劣化要因を衛星品質と判定する、請求項３に記載の測量装置。
移動局としての測量装置を制御するリモートコントローラを更に備え、
前記リモートコントローラは、前記データ解析部での解析結果を、前記測量装置及び前記リモートコントローラに設けられた送受信局を介して受信し、前記ユーザインタフェースにより提示することが可能に構成された、請求項３に記載の測量装置。
請求項１の測量装置を含むＩＣＴ施工ショベルであって、
運転者に対し前記データ解析部の解析結果を提示すると共に、運転者からの各種指示を受け付ける運転者用操作インタフェースと、
運転者に対し警報を発する警報装置と
を備えた、ＩＣＴ施工ショベル。