JPH05133747A - 測量方法 - Google Patents
測量方法Info
- Publication number
- JPH05133747A JPH05133747A JP3324119A JP32411991A JPH05133747A JP H05133747 A JPH05133747 A JP H05133747A JP 3324119 A JP3324119 A JP 3324119A JP 32411991 A JP32411991 A JP 32411991A JP H05133747 A JPH05133747 A JP H05133747A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- point
- distance
- satellite
- coordinates
- satellites
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＧＰＳを使用してしかも作業効率よく多数の点
を迅速に測定することのできる測量方法を提供すること
を目的とする。 【構成】すなわち本発明は、少なくとも４個の衛星を使
用し、それらの衛星と既知点Ａとの距離を一点測位法に
よって求め、既知点Ａと未知点Ｂとの距離を、ＡとＢと
の間で衛星から電波の届く時間差によって求め、一点測
位法によって求めたＡ点の座標の概略値を採用し、その
時の衛星からＡ点までの距離を算出し、算出した距離
に、時間差によってもとめたＡＢ間の距離を加え、この
値を使用して一点測位法によってＢ点の座標を計算し、
こうしてＡ点とＢ点の座標差を正確に求め、既知点Ａの
座標を設定することによって、Ｂ点の座標を、ＡＢ間の
座標差分を加えて求めることを特徴とする、測量方法で
ある。
を迅速に測定することのできる測量方法を提供すること
を目的とする。 【構成】すなわち本発明は、少なくとも４個の衛星を使
用し、それらの衛星と既知点Ａとの距離を一点測位法に
よって求め、既知点Ａと未知点Ｂとの距離を、ＡとＢと
の間で衛星から電波の届く時間差によって求め、一点測
位法によって求めたＡ点の座標の概略値を採用し、その
時の衛星からＡ点までの距離を算出し、算出した距離
に、時間差によってもとめたＡＢ間の距離を加え、この
値を使用して一点測位法によってＢ点の座標を計算し、
こうしてＡ点とＢ点の座標差を正確に求め、既知点Ａの
座標を設定することによって、Ｂ点の座標を、ＡＢ間の
座標差分を加えて求めることを特徴とする、測量方法で
ある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、切土や盛土などの土工
事、トンネル、道路、海洋などの工事における、測量方
法に関するものである。
事、トンネル、道路、海洋などの工事における、測量方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】測量に際してＧＰＳによる観測方法が開
発されている。この方法は地球の周囲を包囲する状態で
１８個の人工衛星を配置し、同時に３、４個の人工衛星
からの電波を受信して測位を行う方法である。３個以上
の衛星からの電波の速度を利用する点ために２４時間測
定が可能であること、高度が瞬時に判断できることなど
が他の衛星を利用したシステムとは異なっている。さら
にＧＰＳは極超短波を使用するために電波の直進性が格
段に良く、安定した高精度の測位が確保される上に、常
時ほぼ半分近くの衛星が地平線上の空間を通過している
ので障害物の陰であってもほとんど影響を受けないとい
う特徴も備えている。
発されている。この方法は地球の周囲を包囲する状態で
１８個の人工衛星を配置し、同時に３、４個の人工衛星
からの電波を受信して測位を行う方法である。３個以上
の衛星からの電波の速度を利用する点ために２４時間測
定が可能であること、高度が瞬時に判断できることなど
が他の衛星を利用したシステムとは異なっている。さら
にＧＰＳは極超短波を使用するために電波の直進性が格
段に良く、安定した高精度の測位が確保される上に、常
時ほぼ半分近くの衛星が地平線上の空間を通過している
ので障害物の陰であってもほとんど影響を受けないとい
う特徴も備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】しかし前記したＧＰ
Ｓにあっては、そのまま利用するには一般の地上測量と
比較して誤差が極めて大きいという問題があった。たと
えば標準的な誤差範囲は２５メートルぐらいといわれて
おりこれでは地上測量に代わるものとして利用すること
はできない。そのために、２台以上の受信機を組み合わ
せて精密な測量に利用する方法が開発されている。しか
しこの方法ではリアルタイム処理を行うことができな
い。それは衛星から送られてくる搬送波の位相やドップ
ラー、あるいは積算ドップラーなどを計測して１〜２時
間のデータを記録し、それをコンピュータで処理して結
果を出す必要があるからである。そのために測定時間や
作業効率などがあまり問題にならない基準点測量などの
定点測量には利用されているが、多数の点を迅速に効率
よく測定するような用途には実用価値は期待できなかっ
た。
Ｓにあっては、そのまま利用するには一般の地上測量と
比較して誤差が極めて大きいという問題があった。たと
えば標準的な誤差範囲は２５メートルぐらいといわれて
おりこれでは地上測量に代わるものとして利用すること
はできない。そのために、２台以上の受信機を組み合わ
せて精密な測量に利用する方法が開発されている。しか
しこの方法ではリアルタイム処理を行うことができな
い。それは衛星から送られてくる搬送波の位相やドップ
ラー、あるいは積算ドップラーなどを計測して１〜２時
間のデータを記録し、それをコンピュータで処理して結
果を出す必要があるからである。そのために測定時間や
作業効率などがあまり問題にならない基準点測量などの
定点測量には利用されているが、多数の点を迅速に効率
よく測定するような用途には実用価値は期待できなかっ
た。
【０００４】
【本発明の目的】本発明は上記のような問題を改善する
ためになされたもので、ＧＰＳを使用してしかも作業効
率よく多数の点を迅速に測定することのできる測量方法
を提供することを目的とする。
ためになされたもので、ＧＰＳを使用してしかも作業効
率よく多数の点を迅速に測定することのできる測量方法
を提供することを目的とする。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】すなわち本発明は、少
なくとも４個の衛星を使用し、それらの衛星と既知点Ａ
との距離を一点測位法によって求め、既知点Ａと未知点
Ｂとの距離を、ＡとＢとの間で衛星から電波の届く時間
差によって求め、一点測位法によって求めたＡ点の座標
の概略値を採用し、その時の衛星からＡ点までの距離を
算出し、算出した距離に、時間差によってもとめたＡＢ
間の距離を加え、この値を使用して一点測位法によって
Ｂ点の座標を計算し、こうしてＡ点とＢ点の座標差を正
確に求め、既知点Ａの座標を設定することによって、Ｂ
点の座標を、ＡＢ間の座標差分を加えて求めることを特
徴とする、測量方法である。
なくとも４個の衛星を使用し、それらの衛星と既知点Ａ
との距離を一点測位法によって求め、既知点Ａと未知点
Ｂとの距離を、ＡとＢとの間で衛星から電波の届く時間
差によって求め、一点測位法によって求めたＡ点の座標
の概略値を採用し、その時の衛星からＡ点までの距離を
算出し、算出した距離に、時間差によってもとめたＡＢ
間の距離を加え、この値を使用して一点測位法によって
Ｂ点の座標を計算し、こうしてＡ点とＢ点の座標差を正
確に求め、既知点Ａの座標を設定することによって、Ｂ
点の座標を、ＡＢ間の座標差分を加えて求めることを特
徴とする、測量方法である。
【０００６】
【本発明の構成】以下図面を参照しながら本発明につい
て説明すると、本発明の基本的な思想は、少なくとも４
つの衛星を使用すること、および地上の２点において観
測することにある。このように４個の衛星を利用するこ
とによって測量の精度を向上させることができるように
なった。さらに地上の２点から観測をすることによって
測量時間を大幅に短縮することができるようになった。
次に測量の経過を順次説明する。
て説明すると、本発明の基本的な思想は、少なくとも４
つの衛星を使用すること、および地上の２点において観
測することにある。このように４個の衛星を利用するこ
とによって測量の精度を向上させることができるように
なった。さらに地上の２点から観測をすることによって
測量時間を大幅に短縮することができるようになった。
次に測量の経過を順次説明する。
【０００７】＜イ＞２地点から衛星までの斜距離の測定 まず地上に２か所の測定点を設置する。そして４個の衛
星を利用し、各衛星から地上の各地点までの距離を一点
測位法によって測定する。この測定は従来の方法と同様
である。したがってこの測定値には電離層の干渉などが
大きく影響しているから正確な数値を得ることは出来な
いがこの段階ではそれでもよい。一点測位法とは次ぎの
ようにして行う。ＧＰＳ衛星から発信される信号電波に
は時刻のマークが付けられているから、地上の受信機で
これを受信し、その時刻を記録すれば電波が衛星を発し
てから地上に到達するまでに要した時間が分かる。 こ
の時間に電波の伝播速度を乗じれば衛星から受信機まで
の距離を知ることができる。
星を利用し、各衛星から地上の各地点までの距離を一点
測位法によって測定する。この測定は従来の方法と同様
である。したがってこの測定値には電離層の干渉などが
大きく影響しているから正確な数値を得ることは出来な
いがこの段階ではそれでもよい。一点測位法とは次ぎの
ようにして行う。ＧＰＳ衛星から発信される信号電波に
は時刻のマークが付けられているから、地上の受信機で
これを受信し、その時刻を記録すれば電波が衛星を発し
てから地上に到達するまでに要した時間が分かる。 こ
の時間に電波の伝播速度を乗じれば衛星から受信機まで
の距離を知ることができる。
【０００８】こうして測定した衛星から受信機までの斜
距離をＲとすると、衛星の位置（Ｘ1,Ｙ1,Ｚ1 ）と、受
信点の位置（Ｘ, Ｙ, Ｚ）との間には次ぎのような関係
が成立する。 Ｒ＝｛（ＸーＸ1 ） 2＋（ＹーＹ1 ） 2＋（ＺーＺ1 ） 2} 1/2 十Ｃｄｔ ここでＣ：電波の伝播速度。ｄｔ：受信機と衛星との時
差。この式における未知数は受信機の位置（Ｘ, Ｙ,
Ｚ）、時差（ｄｔ）の合計４個である。したがって４個
の衛星を利用して４つの式を作ればその解を求めること
ができる。この解によって衛星から受信点Ａ、Ｂまでの
斜距離、および受信機と衛星との時差を知ることができ
る。
距離をＲとすると、衛星の位置（Ｘ1,Ｙ1,Ｚ1 ）と、受
信点の位置（Ｘ, Ｙ, Ｚ）との間には次ぎのような関係
が成立する。 Ｒ＝｛（ＸーＸ1 ） 2＋（ＹーＹ1 ） 2＋（ＺーＺ1 ） 2} 1/2 十Ｃｄｔ ここでＣ：電波の伝播速度。ｄｔ：受信機と衛星との時
差。この式における未知数は受信機の位置（Ｘ, Ｙ,
Ｚ）、時差（ｄｔ）の合計４個である。したがって４個
の衛星を利用して４つの式を作ればその解を求めること
ができる。この解によって衛星から受信点Ａ、Ｂまでの
斜距離、および受信機と衛星との時差を知ることができ
る。
【０００９】＜ロ＞ＡＢ間のベクトル 以上の方法によって、４個の衛星を使用し、衛星からＡ
点までの距離と、衛星からＢ点までの距離とを測定す
る。この距離測量は、各衛星からの電波が、Ａ点に届く
時間と、Ｂ点に届く時間との時間差と波長から求める。
衛星からＡＢ点までの距離が分かれば、両者の差（Ｌ
２）を求める。この差Ｌ２は、地上でのＡＢ間の距離で
はなく、ひとつの衛星から見た場合の両者間の差という
ことになる。ここで衛星の位置は、ＡＢ間の距離に比較
できないほどの遠距離であるから、衛星からの電波は平
行に到達していると考えてなんら問題がない。しかし以
上の過程で求めた数値は多くの宇宙条件、気象条件の影
響を受けている。したがって、数値は数十メートルの精
度でしか採用できないはずである。そこで次のような操
作を行う。
点までの距離と、衛星からＢ点までの距離とを測定す
る。この距離測量は、各衛星からの電波が、Ａ点に届く
時間と、Ｂ点に届く時間との時間差と波長から求める。
衛星からＡＢ点までの距離が分かれば、両者の差（Ｌ
２）を求める。この差Ｌ２は、地上でのＡＢ間の距離で
はなく、ひとつの衛星から見た場合の両者間の差という
ことになる。ここで衛星の位置は、ＡＢ間の距離に比較
できないほどの遠距離であるから、衛星からの電波は平
行に到達していると考えてなんら問題がない。しかし以
上の過程で求めた数値は多くの宇宙条件、気象条件の影
響を受けている。したがって、数値は数十メートルの精
度でしか採用できないはずである。そこで次のような操
作を行う。
【００１０】＜ハ＞衛星からＡ点までの距離の特定 ここではまず、前記の過程で得た数値を正確なものとし
て、衛星からＡ地点までの距離をその数値（Ｌ１）に特
定してしまう。すなわち２５メートル前後の誤差を持
つ、概略の数値と分かっていながら、便宜上その数値を
一応正確なものとして利用するのである。こうしたこと
ができるのは本発明の方法では衛星を基準とした地上の
２地点間の相対的な距離と方向角が最終的に求めたいデ
ータだからであり、最終的には衛星から点Ａ、Ｂ間にお
ける時間に与える誤差要因となるものは、すべて相殺さ
れてしまうからである。
て、衛星からＡ地点までの距離をその数値（Ｌ１）に特
定してしまう。すなわち２５メートル前後の誤差を持
つ、概略の数値と分かっていながら、便宜上その数値を
一応正確なものとして利用するのである。こうしたこと
ができるのは本発明の方法では衛星を基準とした地上の
２地点間の相対的な距離と方向角が最終的に求めたいデ
ータだからであり、最終的には衛星から点Ａ、Ｂ間にお
ける時間に与える誤差要因となるものは、すべて相殺さ
れてしまうからである。
【００１１】＜ニ＞衛星からＢ点までの距離の測定 以上の測定によって一つの衛星からＡ点までの距離（Ｌ
１）を一応決定したものとして、次はＢ点までの距離
（Ｌ１十Ｌ２）を求める。ここでＬ２は、電波の伝播速
度に、ＡＢの２点間の時間差を乗じたものであるから、
正確に求めることができる。こうしてＬ１はあいまいの
ままであるが、衛星からＢ点までの一応の距離（Ｌ１十
Ｌ２）を求めることができる。
１）を一応決定したものとして、次はＢ点までの距離
（Ｌ１十Ｌ２）を求める。ここでＬ２は、電波の伝播速
度に、ＡＢの２点間の時間差を乗じたものであるから、
正確に求めることができる。こうしてＬ１はあいまいの
ままであるが、衛星からＢ点までの一応の距離（Ｌ１十
Ｌ２）を求めることができる。
【００１２】＜ホ＞Ｂ点の座標の計算 以上の過程を経て求めた衛星からＢ点までの距離（Ｌ１
十Ｌ２）の関係は、４個の衛星ごとに成立する。そこで
その数値を利用して、一点測位法によってＢ点の正確な
座標を求めることができる。
十Ｌ２）の関係は、４個の衛星ごとに成立する。そこで
その数値を利用して、一点測位法によってＢ点の正確な
座標を求めることができる。
【００１３】＜ヘ＞Ｂ点の位置の決定 衛星を使った測量の前であっても後であってもよいが、
通常の地上での三角測量、レベル測量によってＡ点の位
置、高さを求めることによってＡ点は位置、高さが既知
となり、これを固定点として測量終了時までにその位置
に設置したまま観測を続ける。こうしてＡ点を固定点と
し、衛星測量によってＡＢ間の座標差が算出されている
からこの座標差分を加えることによって、正確なＢ点の
決定を行うことができる。
通常の地上での三角測量、レベル測量によってＡ点の位
置、高さを求めることによってＡ点は位置、高さが既知
となり、これを固定点として測量終了時までにその位置
に設置したまま観測を続ける。こうしてＡ点を固定点と
し、衛星測量によってＡＢ間の座標差が算出されている
からこの座標差分を加えることによって、正確なＢ点の
決定を行うことができる。
【００１４】＜ト＞実際の測量 以上の過程のとおりＡ点を固定したまま、Ｂ点に測量者
が位置する。そしてこの測量者が受信機をもったまま順
次位置を移動してする。各点でのデータは、測量者の持
つデータコーダに記録する。こうして一連の側点の連続
測量が終了したらデータコーダの情報をインターフェイ
スを通じてコンピュータに入力する。コンピュータによ
って、電波信号に含まれる人口衛星の位置情報を元に観
測点の三次元座標位置を解析する。こうして各側点の三
次元座標が明らかになれば、その数値を使用して平面コ
ンタ図、断面図、傾斜図、運土管理図、鳥瞰図、その他
の図面を作成することができ、広い範囲で応用すること
ができる。
が位置する。そしてこの測量者が受信機をもったまま順
次位置を移動してする。各点でのデータは、測量者の持
つデータコーダに記録する。こうして一連の側点の連続
測量が終了したらデータコーダの情報をインターフェイ
スを通じてコンピュータに入力する。コンピュータによ
って、電波信号に含まれる人口衛星の位置情報を元に観
測点の三次元座標位置を解析する。こうして各側点の三
次元座標が明らかになれば、その数値を使用して平面コ
ンタ図、断面図、傾斜図、運土管理図、鳥瞰図、その他
の図面を作成することができ、広い範囲で応用すること
ができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明の測定方法は以上説明したように
なるから次のような効果を得ることができる。 ＜イ＞人工衛星によるＧＰＳの信号データを元に、地上
の側点位置を移動しながら迅速に連続して三次元座標に
変換することができる。したがって現場での多くの種類
の測量に応用することが可能である。 ＜ロ＞誤差を１センチ程度におさめることができるの
で、高い精度の要求される各種の測量に応用することが
できる。 ＜ハ＞一人の観測員によって迅速に測量することができ
るので非常に経済的である。 ＜ニ＞計測データを通信によって伝送すれば、管理シス
テムとのオンライン化が可能である。 ＜ホ＞三次元座標を用いた土量管理システムに利用すれ
ば、施工管理用の出力を短時間で行うことができるので
効率的な施工管理が可能である。 ＜ヘ＞計測データを転記することなく直接利用するので
人為的なミスが発生しない。
なるから次のような効果を得ることができる。 ＜イ＞人工衛星によるＧＰＳの信号データを元に、地上
の側点位置を移動しながら迅速に連続して三次元座標に
変換することができる。したがって現場での多くの種類
の測量に応用することが可能である。 ＜ロ＞誤差を１センチ程度におさめることができるの
で、高い精度の要求される各種の測量に応用することが
できる。 ＜ハ＞一人の観測員によって迅速に測量することができ
るので非常に経済的である。 ＜ニ＞計測データを通信によって伝送すれば、管理シス
テムとのオンライン化が可能である。 ＜ホ＞三次元座標を用いた土量管理システムに利用すれ
ば、施工管理用の出力を短時間で行うことができるので
効率的な施工管理が可能である。 ＜ヘ＞計測データを転記することなく直接利用するので
人為的なミスが発生しない。
【図１】衛星と地上点との関係の説明図
【図２】計算経過の説明図
フロントページの続き (72)発明者 仲野 孝一 東京都新宿区西新宿１丁目25番１号 大成 建設株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも４個の衛星を使用し、 それらの衛星と既知点Ａとの距離を一点測位法によって
求め、 既知点Ａと未知点Ｂとの距離を、衛星から電波の届く時
間差によって求め、 一点測位法によって求めたＡ点の座標の概略値を採用
し、 その時の衛星からＡ点までの距離を算出し、 算出した距離に、時間差によってもとめたＡＢ間の距離
を加え、 この値を使用して一点測位法によってＢ点の座標を計算
し、 こうしてＡ点とＢ点の座標差を正確に求め、 既知点Ａの座標を設定することによって、Ｂ点の座標
を、ＡＢ間の座標差分を加えて求めることを特徴とす
る、 測量方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3324119A JPH05133747A (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 測量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3324119A JPH05133747A (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 測量方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05133747A true JPH05133747A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=18162369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3324119A Pending JPH05133747A (ja) | 1991-11-13 | 1991-11-13 | 測量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05133747A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004510138A (ja) * | 2000-09-20 | 2004-04-02 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 移動装置の位置を決定する方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63187174A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-02 | Japan Radio Co Ltd | 複合測位システム |
| JPH01138479A (ja) * | 1987-11-24 | 1989-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｇｐｓ受信機 |
| JPH0363310A (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-19 | Taisei Corp | 総合工事管理方法 |
| JPH0368884A (ja) * | 1989-08-09 | 1991-03-25 | Hitachi Cable Ltd | 送電線用鉄塔の変位監視方法 |
-
1991
- 1991-11-13 JP JP3324119A patent/JPH05133747A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63187174A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-02 | Japan Radio Co Ltd | 複合測位システム |
| JPH01138479A (ja) * | 1987-11-24 | 1989-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｇｐｓ受信機 |
| JPH0363310A (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-19 | Taisei Corp | 総合工事管理方法 |
| JPH0368884A (ja) * | 1989-08-09 | 1991-03-25 | Hitachi Cable Ltd | 送電線用鉄塔の変位監視方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004510138A (ja) * | 2000-09-20 | 2004-04-02 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 移動装置の位置を決定する方法 |
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