JPH05164835A - 測量と監視装置、及びその方法 - Google Patents

測量と監視装置、及びその方法

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JPH05164835A
JPH05164835A JP35174491A JP35174491A JPH05164835A JP H05164835 A JPH05164835 A JP H05164835A JP 35174491 A JP35174491 A JP 35174491A JP 35174491 A JP35174491 A JP 35174491A JP H05164835 A JPH05164835 A JP H05164835A
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JP
Japan
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balloon
gps
ground
surveying
gps receiver
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JP35174491A
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English (en)
Inventor
Tadashi Kanzaki
正 神崎
Hiroshi Toida
博 戸井田
Shuichi Nishizawa
修一 西沢
Koichi Nakano
孝一 仲野
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Taisei Corp
Original Assignee
Taisei Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】GPSと気球を使用して、森林などの見晴らし
のきかない地域において、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装置及び方法を提供するこ
とを目的とする。 【構成】GPSによる測量において、樹木上に気球を上
げ、該気球の上部にGPS受信機を配置し、該受信機に
よりGPS衛星からの電波を受信し、及び該気球の地上
からの高度を測定し、気球直下の地表の3次元の位置座
標を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、気球を用いて地形を測
定及び監視する装置、及びその方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】ゴルフ場造成、土地造成など広域を測量
する場合、航空機を用いた写真測量やトランシット、レ
ベル、巻尺もしくは光波測距測角儀(トータルステーシ
ョン)などを用いた地形測量がある。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】しかし、写真測量で
は樹木で覆われた森林地の地表面や峽間の地形の把握が
困難であった。また、光波測距測角儀などの測量も目視
による測距、測角が必要なため、樹木の伐採が必要とな
る。更に、GPS衛星からの良好な電波受信が樹木で覆
われた林間部では難しかった。なお、GPS(Global P
ositioning System)による観測法は地球の周囲を包囲す
る状態で複数の人工衛星を配置し、これらの電波を受信
して測位を行う。これらの衛星から常に電波が送信され
ているので、24時間測定が可能であること、測定すべ
き位置が瞬時に判断できることなどの利点を有してい
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
という特徴も備えている。
【0004】
【本発明の目的】本発明は、GPSと気球を使用して、
森林などで視界の悪い地域および山間僻地などにおい
て、作業効率よく多数の点を正確に、且つ迅速に測定す
ることのできる測量、監視装置、及びその方法を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【問題点を解決するための手段】本発明は、GPSによ
る測量において、GPS衛星からの電波を受信するGP
S受信機と、該GPS受信機を搭載する気球と、該気球
の地上からの高度を測定する測定手段と、GPS衛星か
らの情報を保持する情報保持手段とを有することを特徴
とする測量装置、及び測量方法である。
【0006】
【本発明のGPS測量法】以下図面を参照しながら本発
明のGPS測量法を説明する。この基本的な思想は、少
なくとも4個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。このように少なくとも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。
【0007】次に測量の経過を順次説明する。 <イ>2地点から衛星までの距離の測定 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、その受信した時刻を記録すれば、
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距
離をRとすると、衛星の位置(X1,1,1 )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:電波の伝播速度である。dt:受信機と衛星
との時差、即ち、受信機側の時計が正確でないため、正
確な時間からのずれを表している。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A点及びB点までの距離が分かれば、両者の差
(L2)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。しかし、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。したがって、この差L2は、実質上AB間の距離と
見なしてよい。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。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。
【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。
【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。
【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。
【0014】次に図3を用いて本発明の実施例を示す。 <イ>実施例の構成 気球1の上部にGPS受信機2を設置し、樹木に遮られ
ることなく、複数のGPS衛星からの電波を受信し易く
する。気球下部に鋼製巻き尺3の一端を固定し、地上に
垂らして気球の高度を測定する。更に、気球下部にデー
タ記録機4又はデータ送信機を固定し、GPS衛星から
の信号を記録すると共に、気球1のバランスをよくす
る。これらの機器は気球の積載能力に応じて、ケーブル
を介して地上を運搬移させることも可能である。気球を
樹木上に浮かせ、数本の支持ロープ5もしくはポールで
固定して、樹木に遮られることなく複数のGPS衛星か
らの電波を受信可能とする。
【0015】<ロ>実施例の地形計測方法 地上からGPS受信機2のスイッチを操作し、複数のG
PS衛星からの電波情報を受信する。同時に気球下部に
固定した鋼製巻尺3から地上までの鉛直距離を測定す
る。この測定と上記電波情報の測定の時間的な前後は、
必要に応じて適宜決められることである。受信した衛星
情報はデータ記録機4に入力されるか、データ送信機で
管理センターに送信される。GPS受信機2の三次元座
標は衛星情報から解析、算定され、更に気球1の高度は
巻尺3で測定され、測定点の三次元の座標が測定でき
る。多数の測定点を取ることにより地形の測量が可能と
なる。地形計測後のデータを基にパーソナルコンピュー
タで等高線図、縦断面図、鳥かん図などの作図・作表な
どの各種地形情報を得ることが可能である。
【0016】本発明の他の実施例を示す。この実施例
は、特に、図3の実施例において気球を地上に固定する
代わりに、衛星自体が推力を有し、遠隔操作で所定の位
置に移動できる点で特徴を有している。以下に、主に、
図3の実施例との相違点を記載する。 <イ>他の実施例の構成と動作 気球の上部にGPS受信機、下部に動力(ファン)、ノ
ンプリズム光波測距儀、バッテリー装置、方向感知器
(ジャイロスコープ)、周囲に方向制御器を搭載する。
GPS受信機によって得られた気球の三次元座標と光波
測距儀によって得られた気球の高度情報を通信で管理セ
ンターに送る。これら情報を基に、管理センターから通
信で気球を遠隔操作して地形測量を行う。ノンプリズム
光波測距儀の代わりにVTR装置を搭載し、VTRの画
像情報を管理センターに送り、これと三次元座標を基に
センターから通信で気球の操作と監視を遠隔操作で行う
こともできる。VTR装置を搭載した場合は、画像を見
ることができるので、山間僻地の資材運搬や、広域建設
現場の施工管理・安全管理なども行える。しかも、気球
に拡声器を搭載すれば、管理センターから作業現場に対
し指示を与えることも可能である。
【0017】<ハ>他の実施例の気球の方向制御方法
(図4参照) まず初めに、GPS受信機で現在の気球の三次元座標を
確認する。この値と気球を移動する目的地点の三次元座
標とを比較する。比較値から気球の進行方向を計算す
る。最適な動力の駆動方法を算出し、動力を始動する。
方向感知装置で気球の進行方向を確認する。以上の操作
を繰り返し、三次元座標の比較差が0に収束するように
動力の操作を行う。この時、気球の速度も計算し、これ
を考慮して最適な駆動を行う。気球の移動と停止時に
は、上空の風力、風向、気温などの条件が大きく影響す
るため、絶えず、これらの条件に応じた最適制御を行う
必要がある。
【0018】
【発明の効果】本発明は以上説明したようになるから次
のような格別な効果を得ることができる。 <イ>気球を利用することにより、樹木を伐採せずに測
定ができる。 <ロ>樹木で覆われた区域を広範囲に測定できる。 <ハ>測定が容易にできるため、測量の専門の技術者で
なくても測定が可能である。 <ニ>非接触で地上の地形が把握できる。 <ホ>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。 <ヘ>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。 <ト>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。 <チ>測定の希望箇所で容易に測定できる。 <リ>観測後の地形データを各種図表の形式で迅速に出
力できる。 <ヌ>測量にかかる費用の低減が図れる。 <ル>測量機器の搬入・運搬などの作業が省ける。 <ヲ>気球に搭載する機器の種類を交換・選択・追加す
ることで地上の全域、細部まで迅速に測量可能である。 <ワ>広域で作業する建設現場では、施工管理、安全管
理、などの巡回業務、監視業務が省力化できる。 <カ>VTRにより施工状況の記録保存が可能である。 <ヨ>このため、施工方法の改良や安全指導が効果的に
行える。
【図面の簡単な説明】
【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
【図3】気球を用いた測量の実施例の説明図
【図4】気球の方向制御の説明図
───────────────────────────────────────────────────── 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 (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】GPSによる測量装置において、 GPS衛星からの電波を受信するGPS受信機と、 該GPS受信機を搭載する気球と、 該気球の地上からの高度を測定する測定手段と、 GPS衛星からの情報を保持する情報保持手段と、 を有することを特徴とする測量装置。
  2. 【請求項2】GPSによる測量方法において、 GPS受信機が搭載された気球をGPS電波が受信可能
    な高度に保つステップと、 該GPS受信機によりGPS電波を受信すると共に、該
    気球の高度を測定し、これらの情報を保持するステップ
    と、 を有することを特徴とする測量方法。
  3. 【請求項3】GPSによる測量装置において、 GPS衛星からの電波を受信するGPS受信機と、 該GPS受信機を搭載する気球と、 該気球の地上からの高度を測定する測定手段と、 該受信機で受信して得られた位置情報と、該測定手段で
    得られた高度情報を送信する送信手段と、 該気球を操縦する操縦手段と、 を有することを特徴とする測量装置。
  4. 【請求項4】GPSによる測量方法において、 気球に搭載されたGPS受信機によりGPS衛星からの
    電波を受信すると共に、該気球の地上からの高度を測定
    するステップと、 該受信機で受信して得られた位置情報と、該測定して得
    られた高度情報を送信するステップと、 該位置情報と該高度情報を用いて該気球を操縦するステ
    ップと、 を有することを特徴とする測量方法。
  5. 【請求項5】気球による監視装置において、 GPS衛星からの電波を受信するGPS受信機と、 該GPS受信機を搭載する該気球と、 地上を撮影するために該気球に搭載された撮影装置と、 該受信機で受信して得られた位置情報と、該撮影装置で
    得られた画像情報を送信する送信手段と、 該位置情報と該画像情報を用いて、該気球を遠隔操作で
    操縦する遠隔操縦手段と、 を有することを特徴とする監視装置。
  6. 【請求項6】気球による監視方法において、 気球に搭載されたGPS受信機によりGPS衛星からの
    電波を受信すると共に、該気球に搭載された撮影装置に
    より地上を撮影するステップと、 該受信機で受信して得られた位置情報と、該撮影装置で
    得られた画像情報を送信するステップと、 該位置情報と該画像情報を用いて該気球を遠隔操作で操
    縦するステップと、 を有することを特徴とする監視方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0771960A (ja) * 1993-09-02 1995-03-17 Mitsui Constr Co Ltd Gps用受信装置
JP2004151278A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 空中写真地図作成装置
CN106019318A (zh) * 2016-05-27 2016-10-12 深圳市天鼎微波科技有限公司 一种利用北斗卫星系统勘测地形地貌的实现方法
US10469815B2 (en) 2015-03-30 2019-11-05 Seiko Epaon Corporation Projector and control method for projector that detects a change of position based on captured image

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0771960A (ja) * 1993-09-02 1995-03-17 Mitsui Constr Co Ltd Gps用受信装置
JP2004151278A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 空中写真地図作成装置
US10469815B2 (en) 2015-03-30 2019-11-05 Seiko Epaon Corporation Projector and control method for projector that detects a change of position based on captured image
CN106019318A (zh) * 2016-05-27 2016-10-12 深圳市天鼎微波科技有限公司 一种利用北斗卫星系统勘测地形地貌的实现方法
CN106019318B (zh) * 2016-05-27 2018-10-09 深圳市天鼎微波科技有限公司 一种利用北斗卫星系统勘测地形地貌的实现方法

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