JPH05231868A - 測量方法 - Google Patents

測量方法

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JPH05231868A
JPH05231868A JP7334792A JP7334792A JPH05231868A JP H05231868 A JPH05231868 A JP H05231868A JP 7334792 A JP7334792 A JP 7334792A JP 7334792 A JP7334792 A JP 7334792A JP H05231868 A JPH05231868 A JP H05231868A
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JP
Japan
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point
reference point
azimuth
target point
distance
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JP7334792A
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English (en)
Inventor
Shosuke Soeda
庄亮 添田
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】2つの基準点に基づいて目標点の高さ及び直線
距離を求める。 【構成】現在の測量地点の基準点An 、目標点Pm 及び
次の基準点Ab を設定し、基準点An 〜目標点Pm の傾
斜角をαnm、方位角をQnm、基準点Ab 〜目標点Pm の
傾斜角をαbm、方位角をQbm、基準点Ab 〜基準点An
の傾斜角をαbn及び方位角Qbnとすると基準点An 、基
準点Ab 及び目標点Pm の水平写像nbmの角度、Rn
=Qbn−Qbn|、Rb =|Qnm−Qbn+180|、
Rm =|Qbm−Qnm|である。正弦定理により、Dbm/
sin Rn =Dnm/sin Rb =Dnb/sin Rm 、水平写像
nbmの水平距離、Dnm=Dnb・(sinRb /sin Rm
)、Dbm=Dnb・(sin Rn /sin Rm )である。基
準点Ab の高さ、Hdm=Dnb・(sin Rn /sin Rm )
・tan αbmで、基準点An の高さHnb=Lnb・sin αbn
で、直線距離、Lnm=Dnm・sec αnm、Lbm=Dbm・se
c αbmである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一人でも測量が可能と
なる測量方法に関する。
【0002】
【従来の技術】特開昭60−102515号公報には、
直交3軸に重力及び地磁気検出変換器を取付けて、重力
及び地磁気磁束の各軸線方向の分力値を計測する計測部
と、これら分力値から方位角を算定する方位算定部と、
算定された方位角を表示する方位表示部とを備えた直交
3軸型コンパスが開示されている。
【0003】一方、特開昭61−82109号公報に
は、遠方にある物体を拡大して見る光学機械と、この光
学機械の所定位置に据付られて地磁気を検出することに
より、光学機械が向いている方向の方位角を計測する手
段と、この方位角を光学機械の視野内に表示する手段と
を有する磁気方位装置が開示されている。
【0004】また、通常の測量には、方位角のデータを
用いず、測量棒を持つもの、測量棒から水平に置いた照
準器までの距離を巻き尺等で実測するもの、この照準器
を覗く測量士や、これらの測量結果から距離及び面積を
算出するもの等の多数の人手が要している。
【0005】
【発明が解決しようする課題】これら従来のコンパス及
び磁気方位装置には、方位角を測定し、表示する装置が
示されているが、これらを測量に応用する具体的な測定
方法が開示されていない。また、測定点が多くなれば、
計算量も膨大になり、従ってこれら計算データをコンピ
ュータシステムに入力して所定の計算方法で距離及び面
積を算出しても、入力ミスなどから誤差が段々と大きく
なる問題がある。更に、地球上には未測量の地域が無数
にあり、これらの地域に赴いて測量をするには、多くの
熟練した測量士等を派遣することが費用の点から困難と
なる。
【0006】本発明は、上記事情に鑑み、従来のコンパ
ス及び磁気方位装置からの測量データをデジタル化して
記憶し、これらの記憶データから少なくとも一つの地点
の標高及びそれまでの距離を算出する測量方法を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による測量方法
は、第n基準点において、この第n基準点から第m目標
点までの傾斜角αnm及び方位角Qnmを測定してこれらを
記憶し、但しn及びmは正の整数であり、次に第n基準
点から第b基準点に移動し、但しbはb=n+1であ
り、この第b基準点において、第b基準点から前記第m
目標点までの傾斜角αbm及び方位角Qbmを測定し、更
に、この第b基準点から前記第n基準点までの傾斜角α
bn及び方位角Qbnを測定してこれらを記憶し、前記第n
基準点から第b基準点までの距離Lnbを実測してこれを
記憶し、前記第n基準点の標高と、前記3種の方位角及
び傾斜角データと、前記実測距離Lnbとに基づいて、前
記第n基準点から第m目標点までの距離Lnmと、前記第
b基準点から第m目標点までの距離Lbmと、前記第b基
準点及び第m目標点の標高とを算出する段階を備えてい
る。上記データは、例えば8ビット或いは10ビットの
デジタル値にA/D変換される。
【0008】
【実施例】以下に本発明の測量方法に用いられる測量装
置の一実施例を図面を参照して説明する。本発明による
測量装置は、特開昭61−82109号公報に示される
磁気方位装置を改良したもので、遠方にある物体を拡大
して見る光学機械の所定位置に据付られる。この測量装
置10は、図1に示すように、交流電源11が各々印加
されるフラックスゲート型直交3軸センサ12を備えて
いる。これら直交3軸センサ12の出力が検波回路13
を経て各々検波増幅された後、A/D変換器14に入力
される。従って、交流電源11は出力レベルが一定に調
整され、地磁気に影響されて変化した直交3軸センサ1
2の各交流信号レベルが検波増幅された後に、DCレベ
ル信号として取り出され、これらが例えば8ビットのデ
ジタル信号に変換される。高精度が要求される場合に
は、10ビット或は12ビットのA/D変換器14が用
いられる。
【0009】一方、第4の交流電源21がブリッジ回路
を経て印加される重力センサ22の出力も第4の検波回
路23を経て検波増幅された後、第4のA/D変換器2
4に入力される。この第4の交流電源21も出力レベル
が一定に調整され、重力に影響されて変化した重力セン
サ22の交流信号レベルが検波増幅された後に、DCレ
ベル信号として取り出され、これが例えば8ビットのデ
ジタル信号に変換される。高精度が要求される場合に
は、10ビット或は12ビットのA/D変換器24が用
いられる。
【0010】これらの4種のDCレベル信号が4個のS
/H回路で同時にサンプルホールドされた後、トランス
ミッションゲートからなる切換回路で順次1個のA/D
変換器で変換してもよい。
【0011】次に、これらのデジタル値は、方位角及び
傾斜角入力ボタンからのパルス信号によって、コンピュ
ータシステム25に入力される。このコンピュータシス
テム25は、傾斜角及び方位角を計算する第1のCPU
と、基準点nから目標点mまでの直線距離及び目標点m
の高さを計算するCPUと、これらのCPUに接続され
るRAM、ROM及びI/O装置とを備えている。更
に、I/O装置には、数字を入力できるテンキー、入力
の指示及び計算結果を表示する表示装置、通信用インタ
フェース、メモリカード及びプリンタが接続される。こ
れらのI/O装置には、オプションとして、GPS(Gl
obal Positioning System)、測距儀及びビデオカメラ
及び同リモコンが接続されてもよい。
【0012】コンピュータシステム25は、その後、方
位角決定ルーチン及び傾斜角決定ルーチンを実行する。
これらの決定ルーチンは、所定のアルゴリズム例えば特
開昭61−82109号公報で示された方法或は別の方
法で実施される。これらの決定ルーチンの前後に、現在
測量装置が設置されている基準点の識別コードと、目標
点の識別コードとの入力を要求するサブルーチンを実行
する。即ち、現在立っている地点が第1の基準点なら
ば、その基準点の標高データの入力を要求し、もし現在
立っている地点が測量途中の基準点ならば、測定装置を
1つ前の基準点に向けて、方位角決定ルーチン及び傾斜
角決定ルーチンの起動と、1つ前の基準点との間の距離
の入力を要求するサブルーチンを実行する。
【0013】従って、標高を示すデータ形式(A)は、
例えば図2に示す8ビットの基準点識別コード(n)
と、16ビットの標高データとが割り当てられる。方位
角及び傾斜角を示すデータ形式(B)及び(C)は、例
えば、8ビットの基準点識別コード(n或はb)と、8
ビットの目標点識別コード(m)と、8ビットの方位角
データと、8ビットの傾斜角データとが割り当てられ
る。また、方位角及び傾斜角を示す第2のデータ形式
(D)は、第n基準点と次の第n+1或は第b基準点間
の為に、例えば、第n基準点の識別コードと、8ビット
の方位角データと、8ビットの傾斜角データとが割り当
てられる。第n基準点と次の第n+1或は第b基準点間
の距離をデータ形式(E)は、例えば、第n基準点の識
別コードと、16ビットの距離データとが割り当てられ
る。但し、nは255まで正の整数であり、mは256
までの正の整数であり、bはb=n+1である。
【0014】このコンピュータシステム25は、これら
のデータ形式を1組として、例えば256組記憶するR
AM或はRAMカードを備え、1組のデータが入力し終
えたときに、次の第b基準点の標高と、第n基準点から
第b基準点及び第m目標点まで距離と、第m目標点の標
高とを算出するサブルーチンを実行する。このサブルー
チンは、傾斜角及び方位角データを直交3軸(x,y,
z)に分解して、三角点測量測量法で求める。勿論、第
b基準点の標高データは、次の測量に用いられる。
【0015】図3には、現在の測量地点の第n基準点A
n と、例えば山30の稜線に見える特長のある木即ち第
m目標点Pm とが示される。次の基準点即ち第b基準点
Abも示されているが、現時点で決めていなくてもい
い。この第n基準点An から第m目標点Pm までの傾斜
角をαnm、方位角をQnmとする。この第n基準点から移
動した第b基準点Ab において、この第b基準点Ab か
ら第m目標点Pm までの傾斜角をαbm、方位角をQbmと
する。更に、第b基準点Ab から第n基準点Anまでの
傾斜角をαbn及び方位角Qbnとすると(但し、n及びm
は正の整数であり、bはb=n+1である。)、第n基
準点An 、第b基準点Ab及び第m目標点Pm の水平写
像n、b及びmの角度Rn、Rb 及びRm は、次の式で
表される。
【0016】Rn =|Qbn−Qbm| Rb =|Qnm−Qbn+180| Rm =|Qbm−Qnm| 但し、Rn ,Rb ,Rm は、いずれも正の数であって、
Rn +Rb +Rm =180度の関係がある。
【0017】正弦定理により、 Dbm/sin Rn =Dnm/sin Rb =Dnb/sin Rm 但し、Dnb=Lnb・cos αbm、Lnbは実測した直線距離
である。
【0018】従って、水平写像n、b及びmの3点間の
水平距離Dnm、Dbn及びDnbは、次の通りである。 Dnm=Dnb・(sin Rb /sin Rm ) Dbm=Dnb・(sin Rn /sin Rm )
【0019】第b基準点Ab の水平面よりPm 点までの
高さ(標高)Hbmは、次の式で計算される。 Hbm=Dnb・(sin Rn /sin Rm )・tan αbm
【0020】第n基準点An の水平面から第b基準点A
b の水平面までの高さHnbは、次の式で計算される。 Hnb=Lnb・sin αbn
【0021】従って、第n基準点An の水平面から第m
基準点Pm までの高さHnmは、次の通りである。 Hnm=Hnb+Hbm 但し、Lnbは、第n基準点から第b基準点までの実測距
離である。
【0022】第n基準点An から第m目標点Pmまでの
直線距離Lnm及び第b基準点Abから第m目標点Pm ま
での直線距離Lbmは、次式で計算される。 Lnm=Dnm・sec αnm Lbm=Dbm・sec αbm
【0023】水平写像の三角形nbmの面積smは、次
の通りである。 sm =√〔Km (Km −Dnb)×(Km −Dbm)×(K
m −Dnm)〕 但し、Km =(Dnb+Dbm+Dnm)/2
【0024】従って、三角形AnAbPmの斜面積Smは次
の通りである。 Sm =√〔Jm (Jm −Lnb)×(Jm −Lbm)×(J
m −Lnm)〕 但し、Jm =(Lnb+Lbm+Lnm)/2
【0025】また、次の目標点をPo とすると、Pm 及
びPo の水平写像間の距離Dmoは、次式で計算される
(但し、oは、mと同様に正の整数である)。 Dmo=√〔( Dnm)2+( Dmo)2−2( Dnm)(Dmo)cos
ψ〕 但し、ψは、前の目標点Pm の方位角Qnmから次の目標
点Po に関連する方位角Qnoを引き算した角度である。
【0026】更に、前の目標点Pm から次の目標点Po
までの直線距離Lmoは、次式で計算される。 Lmo=√〔Dmo2 +(Hnm−Hno)2
【0027】以上の計算式は、コンピュータシステム2
5内でサブルーチンプログラムとしてROM内に記憶さ
れ、適宜実行される。識別コードの入力の代わりに、照
準を目標点に向けて測定ボタンを押すことにより傾斜角
及び方位角を自動的に計算して記憶し、更に識別コード
を1繰り上げるようにしても良い。この場合、前の基準
点に向けて傾斜角及び方位角を測定する時には、前の基
準点であることを示すボタンを押して、測定ボタンが押
される。
【0028】最初の基準点nから複数の目標点m(m=
1,2,..mの整数)を設定しても良い。この場合、
照準を向けた先が目標点であることを示すボタンを押し
て、測定ボタンが押される。従って、コンピュータシス
テム25は、目標点の識別コードを自動的にインクリメ
ントしながら所定領域のRAMに傾斜角及び方位角デー
タを順次記憶させていく。
【0029】次に測定者が選択した任意の基準点bに移
動する。但しb=n+1である。まず、任意の基準点b
から前の基準点に向けて、前の基準点であることを示す
ボタンを押して、測定ボタンが押されて、傾斜角及び方
位角を測定する。次に、目標点ボタンを押して、複数の
目標点mを最初の目標点から順次向けて、その都度測定
ボタンを押して、所定領域のRAMに傾斜角及び方位角
データが順次記憶される。最後の目標点のデータが記憶
された後、コンピュータシステム25は、複数の目標点
mの標高を順次計算して、RAM内の標高データ記憶領
域に記憶させる。勿論、基準点から複数の目標点mまで
の直線距離も順次計算記憶させられる。これらのデータ
は順次表示装置に識別コードと共に表示される。本発明
の測定装置は、防水型に構成でき、また2箇所に設置し
ビデオカメラ及びモニタを駆使して、リモコン測量もで
きる。
【0030】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による測量方
法は、簡単な操作で、かなり高精度で目標点の標高及び
目標点までの面積を算出することができる。本発明に用
いた測量装置は、携帯性に富み、従来5、6人の人手で
数十時間かけて行っていた測量が一人で1時間以内に行
うことができる。また、誤差修正ソフトを開発できる拡
張性を持ち、この場合精度を一桁上げることも可能で、
未測量の地域において地図の作成も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による測量装置の一実施例の概略ブロッ
ク図である。
【図2】図1のコンピュータシステムに用いられるデー
タ形式の概略図である。
【図3】本発明による測量方法を概略的に示した斜視図
及び水平写像図である。
【符号の説明】
10 測量装置 25 コンピュータシステム

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第n基準点において、この第n基準点から
    第m目標点までの傾斜角αnm及び方位角Qnmを測定して
    これらを記憶し、但しn及びmは正の整数であり、 次に第n基準点から第b基準点に移動し、但しbはb=
    n+1であり、 この第b基準点において、第b基準点から前記第m目標
    点までの傾斜角αbm及び方位角Qbmを測定し、 更に、この第b基準点から前記第n基準点までの傾斜角
    αbn及び方位角Qbnを測定してこれらを記憶し、 前記第n基準点から第b基準点までの距離Lnbを実測し
    てこれを記憶し、 前記第n基準点の標高と、前記3種の方位角及び傾斜角
    データと、前記実測距離Lnbとに基づいて、前記第n基
    準点から第m目標点までの距離Lnmと、前記第b基準点
    から第m目標点までの距離Lbmと、前記第b基準点及び
    第m目標点の標高とを算出する段階を備えた測量方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100648462B1 (ko) * 2006-05-04 2006-11-28 김은주 수준 측량 방법
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KR101351564B1 (ko) * 2013-09-12 2014-01-16 주식회사대경지에스엠 수준측량용 막대자

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