JPH04175605A

JPH04175605A - Ｔｓ測定機能を備えたｇｐｓ受信装置

Info

Publication number: JPH04175605A
Application number: JP30338190A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Nakamura; 健一中村
Original assignee: Asahi Seimitsu KK
Current assignee: Pentax Precision Co Ltd
Priority date: 1990-11-08
Filing date: 1990-11-08
Publication date: 1992-06-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はＴｓ　（）−タルステーション）測定機能を備
えたＧＰＳ　（汎地球測位システム）受信装置に関する
。

［従来の技術］汎地球測位システムは、Ｇｌｏｂａｌ　　Ｐｏｓｉｔｉ
ｏｎｉｎｇ　　Ｓｙｓｔｅｍ（頭文字を取った略語てＣ
；ＰＳ）の訳語として従来から知られている。よって以
後ＣＰＳと称する。このＧＰＳは、４ｍ以上のＧＰＳ衛
星からの位置、軌道情報、時刻等の情報を地上で同時に
受信して、受信点の位置を知る測位システムであり、こ
の歓測を２点以上の観測点で同時に行う干渉法によれば
、時計誤差等を消去することができ、地上の点の位置関
係を高精度に決める精密測量ができることも既に知られ
ている。従って、ＧＰＳの干渉法により測定すべき既知
基準点に一方のＧＰＳ用の受信機を設置し、同時に未知
の測定すべき測点に他方のＧＰＳ用の受信機を設置して
測位すれば、その未知の測点を既知点とすることができ
、このＧＰＳにより測位し得た既知点を本発明はＧＰＳ
既知点と定義する。また、このＧＰＳにより測位し得た
既知点が後述する基準方向点の場合には、この既知点を
本発明はＧＰＳ基準方向点と定義する。

ところで、ＧＰＳ測量を行う場合、未知の測点に設置す
る受信装置のアンテナ高さは、従来の手段では、巻尺な
との機器で測定して野帳等に記録し、相対位置計算時に
アンテナ高を入力しなければならなかった。また、ＧＰ
Ｓて測定する電波は、衛星から測点に届くまでに電離層
、大気圏の通過時に電波に伝播遅延が生しる。このうち
大気による伝播遅延を補正するためには、ＧＰＳ測量時
に気象情報を別の測定器で測定し相対測位計算時に入力
する必要があった。

また、トータル７デーシヨン（Ｔｏｔａｌ　　５ｔａｔ
ｉｏｎ）は、従来の電子式七オドライトと光波測距儀と
を組み合わせたもので、測距機能と測角機能を併せ持つ
総合的な測量機械として知られており、以後その頭文字
を取ってＴＳと称する。

ところで、ＴＳ等の既存の測量機械により、新しい測点
の位置を決定するには、その測点は測量機械を設置した
既知点から見通せる位置になければならないと共に、そ
の既知点から見通せる他の位置にもう一つの既知点であ
る基準方向点がなければならない。即ち、一つの既知点
に設置したＴＳにより未知の測点を規準することによっ
てその距離が測定できると共に、基準方向点から未知の
測点までのＴＳの規準方向回転角で基準方向角からの未
知の測点の角度が測量でき、その距離と測角により、そ
の位置関係を従来の既知点の測量結果に整合することに
より新しい既知点とすることができる。土木測量、都市
計画測量、区画整理測量等に広く用いられている多角く
トラバース）測量は、基準方向点の見える最初の既知点
を出発既知点として、見通しのできる隣合った未知の測
点間の距離を測ると共に、後視から前夜への夾角を測定
することにより、一つの路線に沿った多くの測点を夜通
障害に煩わされなければ次ぎ次と測定していくことがで
きるものであり、その路線を多角路線、測点を多角点と
一般に読んでいる。また、一つの既知点からその周囲の
放射的位置にある測点を測定する場合、その放射位置に
ある測点を放射点と呼んでいる。

［発明が解決しようとする問題点］ＧＰＳによるｉ！ｌｌｔは、衛星の電波を受信するため
の天空が開いている測点てなければできない。

また、衛星からの電波は、受信装置を設置した測点にお
ける温度、気圧、湿度等の気象条件により影響を受ける
ため、測位結果に気象情報を補正情報として人力する必
要があり、且つ、受信装置のアンテナの高さのデータが
測位結果に必要であり、これらの測定をその都度側の測
定機器で行い、人力するには相当の労力を要する問題が
あった。

また、受信信号が障害物なとて中断するサイクルスリッ
プ、電離層、軌道情報精度等の影響により、誤った測位
結果がでた場合に、その結果を直接チエツクすることが
できない等の問題がある。

他方、従来の光波測距儀と測角機能を合わせ持つＴＳ（
トータルステーション）による測量では、気温、気圧等
の気象条件と機械高さの情報がなＣｊれば、正確な測量
結果が得られない。また、ＴＳによる測量では、三角点
等の既知点間の見通しがなければ測定できないし、測角
のための基準方向角を必要とするため、特に都市部や山
間部では、見通しを基準にした不自由な測量を余儀なく
される問題がある。また、多角測量は、夜通障害に煩わ
されなければ、一つの路線に沿って多くの多角点が得ら
れるが、路線の中間で誤測しても発見が難しく、多角点
間の確実な精度がつかめない問題があった。

［問題点を解決するための手段］そこで本発明は、既知基準点から地形や建物等の構造物
により見通しを遮断された未知の測点を、ＧＰＳにより
測位し、且つ、ＧＰＳ測位に必要な気象情報、アンテナ
高さ情報なＴＳ測ｔ、ａ本体から得ることによ−〕で、
正確なＧＰＳ既知点またはＧＰＳ基準方向点を測位し得
るように、ＧＰＳ干渉法により測定すべきＧＰＳ既知基
準点に設置した一方のＧ　Ｐ　Ｓ受信装置に対し、同時
に未知の測点に設置ずへく設けたＧＰＳ受信装置として
、ＴＳＳ測量用気象情報測定部、機械高測定部を有する
ＴＳＳ測量機本体設けたＧＰＳ受信装置を設置し、前記
気象情報測定部の気象情報、機械高測定部の機械高をＧ
ＰＳ測位に必要な気象情報、アンテナ高情報として使用
することを特徴とするＴＳ測定機能を備えたＧＰＳ受信
装置を提供しようとするものであり、また、前記のＧＰ
Ｓ受信装置において、得られた情報を記憶する情報記憶
部または得られた情報を外部機器に転送する情報転送部
を有することを特徴とするＴＳ測定機能を愉えたＧＰＳ
受信装置を提供すると共に、前記のＧＰＳ受信装置にお
いて、ＴＳ測量機本体の機械鉛直軸中心上にＧＰＳ受信
装置のアンテナの機械的中心または電気的中心が位置す
ることを特徴とするＴＳ測定機能を備えたＧＰＳ受信装
置を提供しようとするものである。また更に、ＧＰＳ測
位を行うためのＧ　ｌ−１Ｓ受信装置に、ＴＳ測量用の
気象情報測定部と機械高測定部を有するプリズムターゲ
ットを設けると共に、前記気象情報測定部の気象情報と
前記機械高測定部の機械高情報をＧＰＳ測位に必要な気
象情報とアンテナ高情報として使用することを特徴とす
るＴＳ測定機能を備えたＧＰＳ受信装置を提供しようと
するものである。尚、この場合のＴＳ測定機能を備えた
とは、プリズムターゲットの機能を備えたことを意味す
ることとなる。

［作用］本発明に係るＴＳ測定機能な錫えたＧＰＳ受信装置を用
いた測量方法によれば、ＧＰＳ衛星が観測できる天空の
開けた既知基準点に一方の汎地球測伯システム用の受信
機を設置し、同時に既知基準点からの見通しがきかなく
ても天空が開けたＧＰＳ既知点、またはＧＰＳ基準方向
点とずへき未知の測点に本発明に係る気象情報測定部、
アンテナ高測定部を有するＴＳ測量機本体を具備するＧ
ＰＳ受信装置を設置して、ＧＰＳ測位に必要な気象情報
、アンテナ高さ情報をＴＳ測量機本体から入力すること
によって、正確なＧＰＳ既知点またはＧＰＳ基準方向点
を測位し、その測位結果に基づいて、ＧＰＳ既知点及び
ＧＰＳ基準方向点の周囲の未知の多数の放射点や多角点
の測量を効率よく行うことができ、更に、汎地球測位シ
ステムによる干渉法により測定したお互いに見通しのき
くＧＰＳ既知点間を、トータルステーション等の測量機
械により測定することにより、ＧＰＳによる測位計算結
果に誤りがあるか否かを確認することができると共に、
多角測量おけるトータルステーション等の測量機械によ
り測量した多角点のうち任意の多角点間を、測定汎地球
測位システムによる干渉法により測位する確認手段によ
り、多角測量における路線の多角点間での精度を検測す
ることができる等の作用がある。

［実施例］以下図示する実施例により本発明の詳細な説明すると、
第１図において、ｌは本発明に係る気温、気圧、湿度等
の気象情報測定部、光波測距計等による機械高測定１１
ド等を内蔵するＴｌｌｌｌｉｌ機本体としてのトータル
ステーション本体で、図では省略した三脚により測点上
にほぼ水平に支持された整卓台３に従来通りに設置され
ている。前記気象情報測定部は、従来から自動測定装置
として公知の温度計、気圧計、湿度計等からなり、電気
的にモニターすることができるように構成しである。尚
、アンテナ高測定としては、従来からＴＳ測ｔ＊におい
て提案されている機械高自動測量装置における測定結果
に、アンテナ突出外を加えた値を使用するものでよい、
４はトータルステーション本体１に着脱自在に設けた取
手を兼ねたバッテリーであり、本発明に係るＧＰＳ受信
装置２はそのバッテリー４上に従来公知の着脱手段から
なる連結部６を介して取り付けである。実施例の場合、
受信装置２はアンテナからなり、トータルステーション
本体１の機械鉛直軸中心上に、アンテナ２の機械的中心
または電気的中心が位置するように設けであると共に、
トータルステーション本体】の機械高からこれにアンテ
ナ高さとしての差を加算してアンテナ高さを自動的に測
定することができるように構成しである。

第２図に示す実施例の場合、整準台３上には、本発明に
係るＧＰＳ受信装置取付用の連結部材６０基底１１８７
が設置しである。バッテリー４付きのトータルステーシ
ョン本体ｌはその基底部７上に設けである。連結部材６
は、トータルステーション本体１の作動を妨げないよう
に、その作動域を迂回して屈曲した構成からなり、その
頂部の連結部８に本発明に係るＧＰＳ受信装置２を設け
である。受信装置２は、ＧＰＳ受信用のアンテナ単体ま
たはアンテナ及び受信機一体装置からなり、トータルス
テーション本体１の機械鉛直軸中心上に、アンテナ２の
機械的中心または電気的中心が位置するように設けであ
る。

第３図及び第４図に示す実施例おいて、１１は本発明に
係る気温、気圧、湿度等の気象情報測定部、光波等によ
る機械高測定部を内蔵するプリズムターゲット本体で、
水平面内で回転し得るようにプリズム架台１２に回転自
在に支持されている。

前記プリズムターゲット本体１１における気象情報測定
部及び機械高測定部は、前記トータルステーション本体
１の構成と同様のものである。プリズム架台１２は、図
では省略した三脚により測点上にほぼ水平に支持された
整準台１３に設置されている。

第３図に示す実施例の場合、整準台１３上には、本発明
に係るＧＰＳ受信装置取付用の連結部材１４の基底部１
５が設置しである。前記プリズムターゲット本体１１の
架台１２はその基底部１６上に設けである。連結部材１
４は、プリズムターゲット本体１１の作動を妨げないよ
うに、その作動域を迂回して屈曲した構成からなり、そ
の頂部の連結部１６に本発明に係るＧＰＳ受信装置１７
が従来公知の着脱手段により着脱自在に設けである。

第４図に示す実施例の場合、整準台１３上のプリズム架
台１２には、本発明に係るＧＰＳ受信装置取付用の連結
部材１４の基軸部１８が、前記プリズムターゲット本体
１１の支軸１９に複軸として設置しである。２０はその
軸受部である。連結部材１４は、プリズムターゲット本
体１．１の作動を妨げないように、その作動域を迂回し
て屈曲した構成からなり、その頂部の連結部２１に本発
明に係るＧＰＳ受信装置１７が着脱自在に設けである。

ＧＰＳ受信装置１７は、ＧＰＳ受信用のアンテナ単体ま
たはアンテナ及び受信機一体装置からなり、プリズムタ
ーゲット本体１１の機械鉛直軸中心上に、アンテナ１７
の機械的中心または電気的中心が位置するように設けで
あると共に、プリズムターゲット本体１１の機械高から
これにアンテナ高との差を加算してアンテナ高も自動的
に測定することができるように構成しである。

第５１！Ｉにおいて、上記の構成からなる７５機能を有
するＧＰＳ受信装置の構成を更に詳細に説明すると、３
１はＧＰＳ受信装置２．１７のＧＰＳ受信部で、３２は
そのアンテナ部である。前記ＧＰＳ受信部３１の受信し
た信号は情報記憶部３５に入力される。３３はＴＳｉ１
量機本体ｌ、プリズムターゲット本体１１のＴＳ気象情
報測定部、３４はＴＳ測量機本本体、プリズムターゲッ
ト本体１１のＴＳＩＩＩ械高測定部で、上記各測定部３
３．３４の測定した情報は前記情報記憶部３５に入力さ
れる。；３７はＴＳ測を桟木１４．１の測距・測角部て
、測量した測距及び測角情報はそれぞれ情報記憶部３５
に入フ］される。従って、プリズムターゲット本体１１
にはこの測距・測角部３７は含まれない。実施例の場合
、前記情報記憶部３５はＴＳ測量機本体１、プリズムタ
ーゲット本体１１またはＧＰＳ受信Ｈ置装、１７に一体
に内較されＣおり、その記憶した情報は有線若しくは無
線により、データ処理部（または演算部）等を有する外
部機器３６に転送されるように構成しである。

Ｌ記の構成からなる本発明に係るＧＰＳ受信装置の使用
態様を説明すると、第６図において、ＢはＧＰＳ衛星か
らの信号を受信でさる天空の開）フた、且つ、予めその
地点の座標の知られている固定ｃｐｓ受信局のようなＧ
ＰＳ既知基準点て、−方のＧＰＳ用の受信！！置が設置
しである。ＴＧは既知基準点Ｂから直接見通せなくても
、ＧＰＳ衛星からの信号を受信できる天空の開けた測点
に任意に設定したＧ　Ｉ）　Ｓ既知点て、本発明に係る
ＴＳＳ測量機本体あるトータルステーション本体ｌを具
備するＧ　Ｐ　Ｓ受信装置２が配置しである。　　ＰＧ
は前記ＧＰＳ既知点ＴＧ同様に既知基準点Ｂから直接見
通せなくても、ＧＰＳ衛星からの信号を受信できる天空
の開り、且つ、ＧＰＳ既知点ＴＧから見通ずことができ
る測点に設定したＧＰＳ＆準方向点て、本発明に係るプ
リズムターゲット本体１１を具備するＧＰＳ受信装置１
７が配置しである。Ｈｌ、Ｈ２，Ｈ３・・・・はＧＰＳ
既知点ＴＧから見通せる地点に測量すべく選定した未知
のＰＩｉ射点て、プリズムターゲットを配設しである。

Ｔ１．Ｔ２．Ｔ３・・・・はＧＰＳ既知点Ｔ　Ｇ　；／
））らＴ１が、Ｔ１からＴ２が、というように順次見通
せる測点となる多角測量における多角点である。

上記の構成において、ＧＰＳ既知基準点Ｂと未知のＧ　
Ｉ）Ｓ既知点ＴＧ及びｃｐｓ基準方向点ｒ）６間におい
て、ＧＰＳ測位し、同時に、Ｔ　Ｓ　１ｉｌｌ　ｊｌ　
ＩＮ本体であるトータルステーション本体１、プリズム
ターゲット本体１！の備える気象測定部及び機械高測定
部の測定データ憤り信号をＧＰＳ測位データに入力して
データ処理することにより、ＧＰＳ既知点とＧＰＳ基準
方向点を迅速、且つ、正確に測（Ωし、その測位結果に
基づいて、ＧＰＳ既知点ＴＧの周囲の未知の多数の放射
点Ｈ１，Ｈ２゜！１３の測量をトータルステーション本
体１とプリズムターゲット本体１１の既知点を基準にし
・で効率よく行うことができる。また、図において、Ｃ
Ｉ）Ｓ既知点ＴＧを出発既知点とし、見通し可能な多角
点ＴＩ、Ｔ２、Ｔ３のように順次測量して多角）」す量
を行うこともてき、ＧＰＳ測位手段と、ＴＳＳ測子手段
を適宜に選択することによって、複雑な都市構造等の測
量計画を効率よく立て実行することができる。また、Ｇ
ＰＳ手段により測位したお互いに見通しのきくｃｐｓ既
知点間を、）・−ダルステーション等の測量機械による
測定て、ＧＰＳ測情手段による測位計算結果に誤りがあ
るか否かを確認することができると共に、多角測量おけ
るトータルステーション等の測量機械により測量ジノた
多角点のうぢ任意の多角点間を、ＧＰＳにより、多角測
量における路線の多角点間ての積層を検測することがで
きる。

［効果］以上の通り、本発明に係るＴＳ測定機能を輸えたＧＰＳ
受信装置によれば、ＧＰＳ衛星が観測できる天空の開け
た既知基準点に一方の汎地球測位システム用の受信機を
設置し、同時に既知基準点からの見通しがきかなくても
天空が開けたＧＰＳ既知点、またはＧＰＳ基準方向点と
すべき未知の測点に本発明に係る気象情報測定部、機械
高測定Ｓμを有するＴ　Ｓ　ｉｌｌ　１１機本体を具備
するＧＰＳ受信受信左置置して、ＧＰＳ測位し、同時に
、ＴＳ測量機本体であるトータルステーション本体１、
ブリズｌ、ターゲット本体１１の備える気象測定部及び
機械高測定部の測定データ情報信号をＧＰＳ測位データ
に人力してデータ処理することにより、ＧＰＳ既知点と
ＧＰＳ基準方向点を迅速、且つ、正確に測位することが
できる効果がある。そして、その測位結果に基づいて、
ＧＰＳ既知点ＴＧに設置しである本発明に係るトータル
ステーション本体１とＧＰＳ基準方向点に設置しである
プリズムターゲット本体１１により、ＧＰＳ既知点の周
囲の未知の多数の放射点Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３や多角点Ｔ１
．Ｔ２．７３の測量をそのままＧＰＳ測位と同時的に効
率よく行うことができ、従フて、ＧＰＳによる測位とＴ
Ｓ測量機械による測量とを一測点上で効率よく組み合わ
せて行うことができる効果がある。更に、ＧＰＳによる
干渉法により測定したお互いに見通しのきく既知点間を
、トータルステーション等の測量機械により測定するこ
とにより、ＧＰＳによる測位計算結果に誤りがあるか否
かを確認することができると共に、多角測量おけるトー
タルステーション等の測量機械により測量した多角点の
うち任意の多角点間を、ＧＰＳによる干渉法により測位
する確認手段により、多角測量における路線の多角点間
での精度を検測することができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

ｍｉ図は本発明に係るＴＳ測定機能を備えたＧＰＳ受信
装置の一実施例を示す概略正面図、第２図はその他の実
施例を示す概略正面図、第３図は更に他の実施例を示す
概略正面図、第４図は更にその他の実施例を示す概略正
面図、第５図は上記本発明装置の電子回路の構成の一実
施例を示す概略説明図であり、第６図は本発明装置の一
使用態様を説明する概略説明図である。ｌ・・・・トータルステーション本体２・・・・ＧＰＳ用受信装置３・・・・整準台４・・・・バッテリー５・・・・連結部６・・・・連結部材７・・・・基底部８・・・・連結部１１・・・プリズムターゲット本体１２・・・プリズム架台１３・・・整準台】４・・・連結部材１５・・・基底部１６・・・連結部１７・・・ＧＰＳ用受信装置１８・・・基軸部１９・・・支軸部２０・・・軸受部２１−瞭・連結部３１−吻ΦＧＰＳ受信部３２・・中アンテナ部３３−・・ＴＳ気象情報測定部３４・・・ＴＳ機械高測定部３６・・・情報記憶部３６・・・外部ｌｌｌ１３７・・・ＴＳ測距・測角部Ｂ・・・・ＧＰＳ既知基準点ＴＧ−−−ＧＰＳ既知点ＰＧ・・−ＧＰＳ基準方向点Ｈｌ、Ｈ２，Ｈ３・・・放射点ＴＩ、Ｔ２．Ｔ３φ・φ多角点第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＧＰＳ測位を行うためのＧＰＳ受信装置に、ＴＳ
測量用の気象情報測定部を有するＴＳ測量機本体を設け
ると共に、前記気象情報測定部の気象情報をＧＰＳ測位
に必要な気象情報として使用することを特徴とするＴＳ
測定機能を備えたＧＰＳ受信装置。
（２）ＧＰＳ測位を行うためのＧＰＳ受信装置に、ＴＳ
測量用の機械高測定部を有するＴＳ測量機本体を設ける
と共に、前記機械高測定部の機械高情報をＧＰＳ測位に
必要なアンテナ高情報として使用することを特徴とする
ＴＳ測定機能を備えたＧＰＳ受信装置。
（３）ＧＰＳ測位を行うためのＧＰＳ受信装置に、ＴＳ
測量用の気象情報測定部と機械高測定部を有するＴＳ測
量機本体を設けると共に、前記気象情報測定部の気象情
報と前記機械高測定部の機械高情報をＧＰＳ測位に必要
な気象情報とアンテナ高情報として使用することを特徴
とするＴＳ測定機能を備えたＧＰＳ受信装置。
（４）特許請求の範囲（１）、（２）または（３）に記
載のＧＰＳ受信装置において、得られた情報を記憶する
情報記憶部または得られた情報を外部機器に転送する情
報転送部を設けたことを特徴とするＴＳ測定機能を備え
たＧＰＳ受信装置。
（５）特許請求の範囲（１）、（２）、（３）または（
４）に記載のＧＰＳ受信装置において、ＴＳ測量機本体
の機械鉛直軸中心上にＧＰＳ受信装置のアンテナの機械
的中心または電気的中心が位置することを特徴とするＴ
Ｓ測定機能を備えたＧＰＳ受信装置。（６）ＧＰＳ測位
を行うためのＧＰＳ受信装置に、ＴＳ測量用の気象情報
測定部または機械高測定部を有するプリズムターゲット
本体を設けると共に、前記気象情報測定部の気象情報ま
たは前記機械高測定部の機械高情報をＧＰＳ測位に必要
な気象情報またはアンテナ高情報として使用することを
特徴とするＴＳ測定機能を備えたＧＰＳ受信装置。