JPH07260481A - Gps survey device - Google Patents

Gps survey device

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Publication number
JPH07260481A
JPH07260481A JP5014894A JP5014894A JPH07260481A JP H07260481 A JPH07260481 A JP H07260481A JP 5014894 A JP5014894 A JP 5014894A JP 5014894 A JP5014894 A JP 5014894A JP H07260481 A JPH07260481 A JP H07260481A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gps
signal processing
antenna
radio
processing unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP5014894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Nakamura
豊 中村
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Sokkia Co Ltd
Original Assignee
Sokkia Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH07260481A publication Critical patent/JPH07260481A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a GPs survey device which can obtain the result at a survey site, improve accuracy, and reduce weight and cost. CONSTITUTION:A first GPS receiver which is moved successively to observation points is provided with an GPS antenna, an analog signal processing part for converting to a lower frequency than that of an electric wave transmitted from a satellite, and a radio signal transmission part for transmitting a radio signal from a transmission antenna. A second GPS receiver 12 installed at a known point is provided with a radio signal reception part 54 with a signal reception antenna 62 for receiving radio signals, a GPS antenna 42 for receiving electric waves transmitted from the satellite, and an analog signal processing part 44 for converting the frequency of electric waves received by the antenna 42 and then amplifying the electric waves. Further, the receiver is provided with a digital signal processing part 56 for generating phase data where the carrier wave phase of electric waves is digitized according to the output signal of the radio signal reception part 54 and an analog signal processing part 44 and a control part 58 for calculating the distance between the points where the GPS receiver is installed and the direction based on the phase data after obtaining the epoch phase data by extracting the phase data transmitted from the digital signal processing part 56 at each fixed time interval.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、定置測量やキネマテ
ィック測量に用いられるGPS測量装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a GPS surveying device used for stationary surveying and kinematic surveying.

【0002】[0002]

【従来の技術】GPSシステムを利用する測量が知られ
ており、この種の測量では、複数(4個以上)の衛星か
ら発信される電波を同一時刻に複数のGPS受信機で受
信して、GPS受信機間で受信された電波の位相差を演
算処理することにより求め、地球上の地点間の距離や方
位を測定する。このようなGPSシステムを利用する測
量では、既知点と未知点との2地点にそれぞれGPS受
信機を設置し、同一時刻に2つの受信機で衛星から電波
を受信する定置測量と、一方のGPS受信機を既知点に
固定設置し、他方のGPS受信機を順次測定観測点に移
動させて測定を行うキネマティック測量と呼ばれる方法
が知られている。
2. Description of the Related Art A survey using a GPS system is known. In this type of survey, radio waves transmitted from a plurality of (four or more) satellites are received by a plurality of GPS receivers at the same time, The phase difference of the radio waves received between the GPS receivers is calculated and processed, and the distance and direction between points on the earth are measured. In surveys using such a GPS system, GPS receivers are installed at two points, a known point and an unknown point, and two receivers receive radio waves from satellites at the same time. A method called kinematic surveying is known in which a receiver is fixedly installed at a known point, and the other GPS receiver is sequentially moved to a measurement observation point for measurement.

【0003】ところで、このような測量に使用されるG
PS受信機は、一般的に、衛星から発信された電波を受
信するGPSアンテナと、このGPSアンテナで受信さ
れた電波を周波数変換して増幅するアナログ信号処理部
と、前記衛星の数に対応したチャンネル数を有し、前記
チャンネル毎に前記アナログ信号処理部の出力信号から
電波の搬送波位相をディジタル化した位相データを生成
するデジタル信号処理部と、このデジタル信号処理部の
各チャンネルに前記衛星を指定するとともに、前記デジ
タル信号処理部から送出される位相データを所定時間間
隔毎に抽出してエポック位相データとして記憶手段に記
憶させる制御部とを有し、デジタル信号処理部は、予備
も含めて通常8個のチャンネルが準備されている。
By the way, G used for such surveying
PS receivers generally correspond to the number of satellites, a GPS antenna that receives radio waves transmitted from satellites, an analog signal processing unit that frequency-converts and amplifies the radio waves received by the GPS antennas. A digital signal processing unit having a number of channels, which generates phase data by digitizing the carrier wave phase of the radio wave from the output signal of the analog signal processing unit for each channel, and the satellite for each channel of the digital signal processing unit. The digital signal processing unit includes a control unit that specifies the phase data transmitted from the digital signal processing unit at predetermined time intervals and stores the extracted phase data in the storage unit as epoch phase data. Eight channels are usually prepared.

【0004】しかしながら、このような従来のGPS受
信機には、以下に説明する技術的課題があった。
However, such a conventional GPS receiver has the technical problems described below.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述した従
来のGPS受信機では、全く同じ構成の信号処理部や制
御部を有する少なくとも2個の受信機を必要とし、測定
されたデータを持ち寄って計算処理をしなければ測定結
果が得られないという問題があるとともに、特に、デジ
タル信号を取り扱うデジタル信号処理部や制御部は、比
較的高価であり、測量用受信機の高価格化の大きな原因
となっていた。また、衛星から受信した電波から位相デ
ータを生成する際には、異なったデジタル信号処理部で
それぞれ行われるので、位相データのサンプリング周期
がずれるという問題もあった。
That is, the above-mentioned conventional GPS receiver requires at least two receivers each having a signal processing unit and a control unit having exactly the same configuration, and the measured data is brought to carry out calculation. In addition to the problem that measurement results cannot be obtained without processing, digital signal processing units and control units that handle digital signals are relatively expensive, and this is a major cause of the high cost of surveying receivers. Was becoming. In addition, when the phase data is generated from the radio wave received from the satellite, it is performed by different digital signal processing units, so that there is a problem that the sampling cycle of the phase data is deviated.

【0006】さらに、特に、キネマティック測量におい
ては、一方の受信機を測定者が背負い、複数の観測点を
順次移動しなければならないので、GPS受信機の軽量
化も要請されていたが、例えば、使用する電子部品の小
型化などでは、十分にこの要請に応えることができなか
った。本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、測定現場でリア
ルタイムに測定結果が得られるとともに、位相データの
サンプリング周期を完全に一致させることで測量の精度
を向上させ、しかも、軽量化と低価格化とを同時に達成
することができるGPS測量装置を提供することにあ
る。
Further, particularly in kinematic surveying, one receiver is carried by the measurer, and a plurality of observation points must be sequentially moved. Therefore, it has been required to reduce the weight of the GPS receiver. However, it has not been possible to sufficiently meet this demand by downsizing electronic components used. The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to obtain a measurement result in real time at a measurement site and to completely match the sampling period of phase data. It is an object of the present invention to provide a GPS surveying device capable of improving the accuracy of surveying, and at the same time achieving weight saving and cost reduction.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、複数の衛星から発信された電波を受信す
る少なくとも一対のGPS受信機を用い、前記GPS受
信機を異なった地点に設置して、前記GPS受信機で同
時刻に受信された受信電波の位相差に基づいて、前記地
点間の距離や方向を測定する測量用GPS受信機におい
て、前記GPS受信機のいずれか一方は、前記衛星から
発信された電波を受信するGPSアンテナと、このGP
Sアンテナで受信された電波を、前記衛星から発信され
た電波よりも低い搬送周波数に変換するアナログ信号処
理部と、このアナログ処理部の出力信号を受けて送信ア
ンテナから無線信号を送出する無線信号送出部とを有
し、前記GPS受信機の他方は、前記無線信号を受信す
る受信アンテナを備えた無線信号受信部と、前記衛星か
ら発信された電波を受信するGPSアンテナと、このG
PSアンテナで受信された電波を周波数変換して増幅す
るアナログ信号処理部と、前記無線信号受信部と前記ア
ナログ信号処理部との出力信号から電波の搬送波位相を
ディジタル化した位相データを生成するデジタル信号処
理部と、前記デジタル信号処理部から送出される位相デ
ータを所定時間間隔毎に抽出してエポック位相データを
求め、この位相データに基づいて前記GPS受信機が設
置された地点間の距離や方向を演算する制御部とを有す
ることを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention uses at least a pair of GPS receivers that receive radio waves transmitted from a plurality of satellites, and installs the GPS receivers at different points. Then, based on the phase difference of the received radio waves received at the same time by the GPS receiver, in the surveying GPS receiver for measuring the distance or direction between the points, one of the GPS receivers is: A GPS antenna for receiving radio waves transmitted from the satellite and this GP
An analog signal processing unit for converting a radio wave received by the S antenna into a carrier frequency lower than the radio wave emitted from the satellite, and a radio signal for transmitting a radio signal from a transmission antenna upon receiving an output signal of the analog processing unit. The other of the GPS receivers has a transmitter, and a radio signal receiver having a reception antenna for receiving the radio signal, a GPS antenna for receiving radio waves transmitted from the satellite, and
An analog signal processing unit that frequency-amplifies and amplifies the radio wave received by the PS antenna, and a digital that generates phase data by digitizing the carrier wave phase of the radio wave from the output signals of the radio signal receiving unit and the analog signal processing unit. The signal processing unit and the phase data sent from the digital signal processing unit are extracted at predetermined time intervals to obtain epoch phase data, and based on the phase data, the distance between points where the GPS receiver is installed, It has a control part which calculates a direction, It is characterized by the above-mentioned.

【0008】[0008]

【作用】上記構成のGPS測量装置によれば、一方のG
PS受信機に、GPSアンテナで受信された電波を衛星
から発信された電波よりも低い搬送周波数に変換するア
ナログ信号処理部と、このアナログ処理部の出力信号を
受けて送信アンテナから無線信号を送出する無線信号送
出部とを設け、他方のGPS受信機に、前記無線信号を
受信する受信アンテナを備えた無線信号受信部と、GP
Sアンテナで受信された電波を周波数変換して増幅する
アナログ信号処理部と、前記無線信号受信部と前記アナ
ログ信号処理部との出力信号から電波の搬送波位相をデ
ィジタル化した位相データを生成するデジタル信号処理
部とを設けているので、2個のGPS受信機で受信され
た電波から1つのデジタル信号処理部で位相データを生
成することになり、サンプリング周期の完全一致化が図
れる。
According to the GPS surveying device having the above-mentioned configuration, one G
An analog signal processing unit for converting the radio wave received by the GPS antenna into a carrier frequency lower than the radio wave emitted from the satellite, and the PS receiver receives the output signal of the analog processing unit and sends a radio signal from the transmission antenna. And a radio signal transmitting section that includes a receiving antenna that receives the radio signal in the other GPS receiver, and a GP.
An analog signal processing unit that frequency-converts and amplifies the radio wave received by the S antenna, and a digital that generates phase data by digitizing the carrier wave phase of the radio wave from the output signals of the radio signal receiving unit and the analog signal processing unit. Since the signal processing section is provided, the phase data is generated by one digital signal processing section from the radio waves received by the two GPS receivers, so that the sampling cycles can be completely matched.

【0009】また、デジタル信号処理部からは異なった
地点に設置された2個のGPS受信機で受信した電波に
基づく位相データが生成されるので、この位相データに
基づいてエポック位相データを求め、このエポック位相
データにより地点間の距離や方向が制御部でリアルタイ
ムに求めることができる。さらに、一方の受信機は、従
来のデジタル信号処理部と制御部とを除去し、これらに
代えてアンテナを備えた無線信号送出部を設けたものな
ので、軽量化および低価格化が図れる。
Further, since the digital signal processing unit generates phase data based on the radio waves received by the two GPS receivers installed at different points, the epoch phase data is obtained based on this phase data. With this epoch phase data, the distance and direction between points can be obtained in real time by the control unit. Further, since one of the receivers has a conventional digital signal processing unit and a control unit removed and is provided with a radio signal transmission unit equipped with an antenna instead of these units, weight reduction and cost reduction can be achieved.

【0010】[0010]

【実施例】以下本発明の好適な実施例について添附図面
を参照して詳細に説明する。図1から図6は、本発明に
かかるGPS測量装置の一実施例を示している。同図に
示すGPS測量装置は、2個のGPS受信機10,12
を用い、一方の受信機10を未知の観測点A1 〜An
順次移動させるとともに、各観測点A1 〜An で数分間
の測定を行い、既知点Bに固定設置されている第2GP
S受信機12から各観測点A1 〜An と既知点Bとの間
の距離X1 〜Xn および方向を測定するキネマティック
測量に本発明を適用した場合を例示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. 1 to 6 show an embodiment of a GPS surveying device according to the present invention. The GPS surveying device shown in the figure includes two GPS receivers 10 and 12.
, One of the receivers 10 is sequentially moved to unknown observation points A 1 to A n , measurement is performed at each observation point A 1 to An for several minutes, and the receiver 10 is fixedly installed at a known point B. 2GP
The case where the present invention is applied to the kinematic survey for measuring the distances X 1 to X n and the directions between the observation points A 1 to A n and the known points B from the S receiver 12 is illustrated.

【0011】このような測量に当たっては、地球上を周
回する少なくとも4個の衛星S(S 1 〜S4 )から発信
された電波を第1および第2GPS受信機10,12で
受信し、受信した電波の位相差に基づいて地点A1 〜A
n ,B間の距離X1 〜Xn が測定される。未知点A1
n に設置される第1GPS受信機10の詳細を図2,
3に示している。同図に示す第1GPS受信機10は、
ポール14に支持された形態が採用され、電源スイッチ
16が外表面に設けられた半球状のカバー18内に電源
電池20と、マイクロストリップから構成されたGPS
アンテナ22と、増幅器などを構成する電子部品が搭載
されたプリント基板24とが収納されている。
When conducting such surveys,
At least four satellites S (S 1~ SFour) From
The generated radio waves by the first and second GPS receivers 10 and 12.
Point A based on the phase difference between the received and received radio waves1~ A
n, B distance X1~ XnIs measured. Unknown point A1~
An2, the details of the first GPS receiver 10 installed in
3 shows. The first GPS receiver 10 shown in FIG.
The form supported by the pole 14 is adopted, and the power switch
16 is a power supply in a hemispherical cover 18 provided on the outer surface
GPS composed of battery 20 and microstrip
Equipped with antenna 22 and electronic components that make up the amplifier
The printed circuit board 24 that has been printed is stored.

【0012】また、ポール14の外周には、アンテナ保
持具26が装着され、このアンテナ保持具26には、棒
状の無線用送信アンテナ28が支持されいてる。この送
信アンテナ28は、カバー18の下面に取り付けられた
コネクタ30を介してケーブル32でプリント基板24
に接続されている。図3は、第1GPS受信機10の電
気的な構成を示すブロック図であり、第1GPS受信機
10は、GPSアンテナ22に接続され、このGPSア
ンテナ22で受信された衛星Sからの電波を、衛星Sか
ら発信された電波の搬送周波数f1、例えば、これがL
1 信号であれば1575.42MHzなので、これより
も低い搬送周波数f2 、例えば、63MHzに変換する
アナログ信号処理部34と、このアナログ信号処理部3
4からの出力信号を受けて送信アンテナ28から無線信
号を送出する無線信号送出部36とを有している。
An antenna holder 26 is mounted on the outer circumference of the pole 14, and a rod-shaped wireless transmission antenna 28 is supported by the antenna holder 26. The transmitting antenna 28 is connected to the printed circuit board 24 by a cable 32 via a connector 30 attached to the lower surface of the cover 18.
It is connected to the. FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the first GPS receiver 10. The first GPS receiver 10 is connected to the GPS antenna 22, and the radio waves from the satellite S received by the GPS antenna 22 are The carrier frequency f 1 of the radio wave transmitted from the satellite S, for example, this is L
Since one signal is 1575.42 MHz, the carrier frequency f 2 lower than this is, for example, the analog signal processing unit 34 for converting to 63 MHz and the analog signal processing unit 3.
4 and a radio signal transmitting unit 36 for transmitting a radio signal from the transmitting antenna 28.

【0013】第1GPS受信機10のアナログ信号処理
部34は、GPSアンテナ22に接続された低雑音増幅
器34aと、この増幅器34aの出力側に接続された第
1バンドパスフィルタ34bと、局部発振器34cと、
バンドパスフィルタ34bの出力信号と局部発振器34
cの出力信号とを混合して、所定の搬送周波数に変換す
る混合器34dと、混合器34dの出力側に接続された
第2バンドパスフィルタ34eとを有している。
The analog signal processing section 34 of the first GPS receiver 10 includes a low noise amplifier 34a connected to the GPS antenna 22, a first bandpass filter 34b connected to the output side of the amplifier 34a, and a local oscillator 34c. When,
The output signal of the bandpass filter 34b and the local oscillator 34
It has a mixer 34d for mixing the output signal of c and converting it to a predetermined carrier frequency, and a second bandpass filter 34e connected to the output side of the mixer 34d.

【0014】また、無線信号送出部36は、アナログ信
号処理部34の第2バンドパスフィルタ34eの出力側
に接続された中間周波増幅器36aと、この中間周波増
幅器36aの出力側に接続された電力増幅器36bとを
有していて、電力増幅器36bの出力側に送信用アンテ
ナ28が接続されている。既知点Bに設置される第2G
PS受信機12の詳細を図4,5に示している。同図に
示す第2GPS受信機12は、三脚38に支持された半
球状のカバー40内に収納され、衛星Sから発信された
電波を受信するGPSアンテナ42を有している。ま
た、カバー40内には、GPSアンテナ42で受信され
た電波の搬送周波数を周波数変換して増幅するアナログ
信号処理部44を構成する電子部品が搭載されたプリン
ト基板46が収納されている。
The radio signal transmitting section 36 has an intermediate frequency amplifier 36a connected to the output side of the second band pass filter 34e of the analog signal processing section 34, and power connected to the output side of the intermediate frequency amplifier 36a. The amplifier 36b is included, and the transmitting antenna 28 is connected to the output side of the power amplifier 36b. Second G installed at known point B
Details of the PS receiver 12 are shown in FIGS. The second GPS receiver 12 shown in the figure has a GPS antenna 42 which is housed in a hemispherical cover 40 supported by a tripod 38 and which receives radio waves transmitted from the satellite S. Further, in the cover 40, a printed circuit board 46 on which electronic components forming an analog signal processing section 44 for frequency-converting and amplifying a carrier frequency of a radio wave received by the GPS antenna 42 are mounted is housed.

【0015】アナログ信号処理部44は、カバー40に
取り付けられたコネクタ48とケーブル50を介して受
信機本体52に接続され、この受信機本体52内には、
無線信号受信部54,デジタル信号処理部56,制御部
58,メモリ60が収納され、その前面側には、操作部
62や表示部64が設けられるとともに、背面側には、
無線信号受信部54と電気的に接続された受信アンテナ
62が取り付けられている。
The analog signal processing unit 44 is connected to a receiver main body 52 via a connector 48 attached to the cover 40 and a cable 50, and inside the receiver main body 52,
The wireless signal receiving section 54, the digital signal processing section 56, the control section 58, and the memory 60 are housed, and the operation section 62 and the display section 64 are provided on the front side thereof, and the rear side thereof is provided.
A receiving antenna 62 electrically connected to the wireless signal receiving section 54 is attached.

【0016】図5は、第2GPS受信機12の電気的な
構成を示すブロック図である。第2GPS受信機12の
アナログ信号処理部44は、GPSアンテナ42に接続
された低雑音増幅器44aと、この増幅器44aの出力
側に接続された第1バンドパスフィルタ44bと、局部
発振器44cと、バンドパスフィルタ44bの出力信号
と局部発振器44cの出力信号とを混合して、所定の搬
送周波数f3 に変換する混合器44dと、混合器44d
の出力側に接続された第2バンドパスフィルタ44e
と、第2バンドパスフィルタ44eの出力側に接続され
た中間周波増幅器44fとを有している。
FIG. 5 is a block diagram showing the electrical construction of the second GPS receiver 12. The analog signal processing unit 44 of the second GPS receiver 12 includes a low noise amplifier 44a connected to the GPS antenna 42, a first band pass filter 44b connected to the output side of the amplifier 44a, a local oscillator 44c, and a band. by mixing the output signal of the output signal and the local oscillator 44c of the pass filter 44b, a mixer 44d for converting into a predetermined carrier frequency f 3, the mixer 44d
Second bandpass filter 44e connected to the output side of
And an intermediate frequency amplifier 44f connected to the output side of the second bandpass filter 44e.

【0017】また、無線信号受信部54は、受信アンテ
ナ62に接続された低雑音増幅器54aと、この増幅器
54aの出力側に接続された第1バンドパスフィルタ5
4bと、中間周波増幅器54fとを有している。デジタ
ル信号処理部56は、無線信号受信部54とアナログ信
号処理部44との出力信号から電波の搬送波位相をディ
ジタル化した位相データを生成するものであって、具体
的にはD.S.P(Digital Signal Processor) から構
成されていて、少なくとも8以上のチャンネル数を有
し、この実施例では、1〜4チャンネル(主チャンネ
ル)が第2GPS受信機12で直接衛星S1 〜S4 から
受信する電波、すなわち、アナログ信号処理部44から
出力される信号に割り当てられ、残りの5〜8チャンネ
ル(予備チャンネル)が第1GPS受信機10で衛星S
1 〜S4 から受信する電波、すなわち、無線信号受信部
54から出力される信号に割り当てられる。
Further, the radio signal receiving section 54 is provided with a reception antenna.
And a low noise amplifier 54a connected to the
First bandpass filter 5 connected to the output side of 54a
4b and an intermediate frequency amplifier 54f. Digital
The signal processing unit 56 is connected to the wireless signal receiving unit 54 and analog signals.
The carrier wave phase of the radio wave from the output signal from the signal processing unit 44.
Generates digitalized phase data,
D. S. Constructed from P (Digital Signal Processor)
Have at least 8 channels
However, in this embodiment, channels 1 to 4 (main channel
2) GPS satellite 12 directly on the satellite S1~ SFourFrom
Radio waves received, that is, from the analog signal processing unit 44
The remaining 5 to 8 channels are assigned to the output signal.
The first GPS receiver 10 is the satellite S
1~ SFourRadio waves received from, that is, radio signal receiving section
54 is assigned to the signal output from 54.

【0018】制御部58は、デジタル信号処理部56か
ら送出される位相データを所定時間間隔毎に抽出してエ
ポック位相データとして内部メモリ60に記憶させ、メ
モリ60に予め格納されている手順に従って、エポック
位相データに含まれている航法データ,C/Aコード位
相,キャリア位相から未知点A1 〜An の座標値を演算
し、この座標値と既知点Bの座標値とから距離X1 〜X
n を演算するものであって、具体的には、マイクロコン
ピュータから構成されている。
The control unit 58 extracts the phase data sent from the digital signal processing unit 56 at predetermined time intervals and stores it in the internal memory 60 as epoch phase data, and in accordance with the procedure stored in advance in the memory 60. From the navigation data, the C / A code phase, and the carrier phase included in the epoch phase data, the coordinate values of the unknown points A 1 to A n are calculated, and the distance X 1 to is calculated from this coordinate value and the coordinate value of the known point B. X
It calculates n , and is specifically composed of a microcomputer.

【0019】図6は、制御部58で実行される制御手順
の一例を示している。同図に示す制御手順では、手順が
スタートするとまず、ステップs1でデジタル信号処理
部56が有している8チャンネルに対して衛星S1 〜S
4 の割り付けが行われる。この場合、本実施例では、1
〜4チャンネルが第2GPS受信機12で受信する衛星
1 〜S4 に割り当てられ、残りの5〜8チャンネルが
第1GPS受信機10で受信する衛星S1 〜S4 に割り
当てられる。
FIG. 6 shows an example of the control procedure executed by the controller 58. In the control procedure shown in the figure, when the procedure is started, first, at step s1, satellites S 1 to S
4 allocations are made. In this case, in this embodiment, 1
To 4 channels is assigned to the satellite S 1 to S 4 for receiving at the 2GPS receiver 12, assigned to the satellite S 1 to S 4 the remaining 5-8 channel is received at the 1GPS receiver 10.

【0020】チャンネルの割り付けが終了すると、ステ
ップs2で測定開始条件が完了したか否かが判断され
る。ここで判断される測定開始条件は、各衛星S1 〜S
4 から発信されている電波(GPS信号)のC/Aコー
ドが異なっているので、指定されたチャンネル毎にその
周波数と同期をとる必要があるので、この同期状態を判
断しており、同期がとられると各チャンネルは順次その
C/Aコードにロックされる。
When the channel allocation is completed, it is determined in step s2 whether or not the measurement start condition is completed. The measurement start conditions determined here are the satellites S 1 to S
Since the C / A code of the radio wave (GPS signal) transmitted from 4 is different, it is necessary to synchronize with the frequency for each designated channel, so this synchronization state is judged, and the synchronization is When taken, each channel is sequentially locked to its C / A code.

【0021】そして、全チャンネルの同期がとられる
と、測定開始条件が満たされたと判断され、ステップs
3に移行する。ステップs3では、測定のための初期設
定が行われる。ここで行われる初期設定は、キネマティ
ツク測量では、不確定解(波数)を解く操作を行なう必
要があり、この不確定解を解くための操作ないしはデー
タの入力が行われる。
When all the channels are synchronized, it is judged that the measurement start condition is satisfied, and step s
Move to 3. In step s3, initial settings for measurement are performed. The initial setting performed here requires an operation for solving an uncertain solution (wave number) in kinematic surveying, and an operation or data input for solving this uncertain solution is performed.

【0022】この初期設定は、第1GPS受信機10
のGPSアンテナ22と、第2GPS受信機12のGP
Sアンテナ42とを取り替える、既知点Bの座標を入
力する、第1GPS受信機10を観測点A1 に固定設
置し、30分から1時間程度の定置測量をする、のいず
れかの手段を選択して行う。初期設定が完了すると、続
くステップs4で不確定解の演算を行い、その値をメモ
リ60に格納する。
This initial setting is performed by the first GPS receiver 10
GPS antenna 22 and GP of the second GPS receiver 12
Either replace the S antenna 42, input the coordinates of the known point B, fix the first GPS receiver 10 at the observation point A 1 , and perform a stationary survey for about 30 minutes to 1 hour. Do it. When the initial setting is completed, the uncertain solution is calculated in the subsequent step s4, and the value is stored in the memory 60.

【0023】そして、次のステップs5で観測点A1
の移動が指示,開始され、観測点に到達すると数分間程
度停止し、GPS受信機10,12の測定が行われ(ス
テップs6)、ステップs7で指定エポック分のデータ
が取り込まれ、ステップs8で不確定解と1〜8チャン
ネルで得られたエポック位相データに基づいて観測点A
1 のGPS座標系における座標値が演算される。
Then, in the next step s5, the movement to the observation point A 1 is instructed and started, and when the observation point is reached, the movement is stopped for several minutes, and the GPS receivers 10 and 12 are measured (step s6). At step s7, data for the designated epoch is fetched, and at step s8, the observation point A is obtained based on the uncertain solution and the epoch phase data obtained on channels 1 to 8.
The coordinate value in the GPS coordinate system of 1 is calculated.

【0024】次いで、ステップs9でGPS座標系から
ローカル座標系への変換が行われ、変換された座標値
と、既知点Bからの距離X1 が求められ、変換された座
標値と距離X1 とが、ステップs10で表示部64に表
示される。このようにして観測点A1 の座標値が表示さ
れると、続くステップs11で観測が全て終了したか否
かが判断され、終了していなければステップs5に戻
り、次の観測点A2 での測定が続行され、観測点A1
n の全ての座標値が求められると、手順が終了する。
Then, in step s9, conversion from the GPS coordinate system to the local coordinate system is performed, the converted coordinate value and the distance X 1 from the known point B are obtained, and the converted coordinate value and the distance X 1 And are displayed on the display unit 64 in step s10. When the coordinate value of the observation point A 1 is displayed in this way, it is determined in the following step s11 whether or not all the observations have been completed. If not, the process returns to step s5 and the next observation point A 2 is displayed. Measurement continues, and observation point A 1 ~
When all the coordinate values of A n have been obtained, the procedure ends.

【0025】以上のように構成されたGPS測量装置で
は、第1GPS受信機10を観測点A1 〜An に移動し
て数分間の測定を行えば、既知点Bと観測点A1 〜An
との間の距離X1 〜Xn をリアルタイムに求めることが
できる。また、上記構成のGPS測量装置では、第1G
PS受信機10に、GPSアンテナ22で受信された電
波を衛星Sから発信された電波よりも低い周波数に変換
するアナログ信号処理部34と、このアナログ処理部3
4の出力信号を受けて送信アンテナ28から無線信号を
送出する無線信号送出部36とを設け、他方の第2GP
S受信機12に、前記無線信号を受信する受信アンテナ
62を備えた無線信号受信部54と、GPSアンテナ4
2で受信された電波を周波数変換して増幅するアナログ
信号処理部44と、前記無線信号受信部54と前記アナ
ログ信号処理部44との出力信号から電波の搬送波位相
をディジタル化した位相データを生成するデジタル信号
処理部56とを設けているので、2個の受信機10,1
2で受信された電波から1つのデジタル信号処理部56
で位相データを生成することになり、サンプリング周期
の完全一致化が図れる。
In the GPS surveying device configured as described above, if the first GPS receiver 10 is moved to the observation points A 1 to A n and measurement is performed for a few minutes, the known points B and the observation points A 1 to A n are obtained. n
The distances X 1 to X n can be calculated in real time. Further, in the GPS surveying device having the above configuration, the first G
The PS receiver 10 includes an analog signal processing unit 34 that converts the radio wave received by the GPS antenna 22 into a frequency lower than the radio wave transmitted from the satellite S, and the analog processing unit 3
And a radio signal transmitting unit 36 for transmitting a radio signal from the transmitting antenna 28 in response to the output signal of the second GP.
The S receiver 12 includes a radio signal receiving unit 54 including a reception antenna 62 that receives the radio signal, and a GPS antenna 4
The analog signal processing unit 44 that frequency-converts and amplifies the radio wave received in 2 and the output signals of the radio signal receiving unit 54 and the analog signal processing unit 44 generate phase data in which the carrier wave phase of the radio wave is digitized. Since the digital signal processing unit 56 is provided, the two receivers 10, 1
One digital signal processing unit 56 from the radio waves received in 2
Since the phase data is generated by, the sampling period can be completely matched.

【0026】さらに、第1GPS受信機は、従来のデジ
タル信号処理部と制御部とを除去し、これらに代えてア
ンテナを備えた無線信号送出部36を設けたものなの
で、軽量化および低価格化が図れ、特に、一方のGPS
受信機を順次移動させながら測量を行うキネマティック
に適用する場合には、その効果が極めて有効に発揮され
る。
Further, since the first GPS receiver has the conventional digital signal processing section and control section removed and is provided with the radio signal transmitting section 36 equipped with an antenna in place of these components, the weight and cost are reduced. And one GPS in particular
When applied to a kinematic system where surveying is performed while moving the receiver sequentially, the effect is extremely effectively exhibited.

【0027】なお、上記実施例において、第1GPS受
信機10のアナログ信号処理部34で周波数変換する搬
送周波数f2 を、第2GPS受信機12のアナログ信号
処理部44で周波数変換する搬送周波数f3 と一致させ
れば、第2GPS受信機12の無線信号受信部54の構
成中周波数変換する部分が不要になり、より一層構成を
簡略化することができる。また、上記実施例では、本発
明のGPS受信装置をキネマティック測量に適用した場
合を例示したが、本発明の実施はこれに限定されること
はなく、定置測量にも使用することができる。
In the above embodiment, the carrier frequency f 2 which is frequency-converted by the analog signal processing section 34 of the first GPS receiver 10 is the carrier frequency f 3 which is frequency-converted by the analog signal processing section 44 of the second GPS receiver 12. If it is matched with the above, the frequency conversion part in the configuration of the radio signal receiving section 54 of the second GPS receiver 12 is not necessary, and the configuration can be further simplified. Further, in the above embodiment, the case where the GPS receiving apparatus of the present invention is applied to the kinematic survey is illustrated, but the implementation of the present invention is not limited to this and can be used for the stationary survey.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかるGPS測量装置によれば、測量の現場で
リアルタイムに測定結果が得られるとともに、位相デー
タのサンプリング周期が完全に一致させることで測量の
精度を向上させ、しかも、軽量化と低価格化とを同時に
達成することができる。
As described above in detail in the embodiments,
According to the GPS surveying device of the present invention, the measurement result can be obtained in real time at the surveying site, and the sampling accuracy of the phase data is completely matched to improve the precision of the surveying, and further, the weight saving and the low price are achieved. Can be achieved at the same time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる測量用GPS受信機を用いたキ
ネマティック測量の測定状態の概要を示す説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a measurement state of a kinematic survey using a surveying GPS receiver according to the present invention.

【図2】本発明にかかるGPS受信機の一方の受信機の
一例を示す外観説明図である。
FIG. 2 is an external view illustrating an example of one receiver of the GPS receiver according to the present invention.

【図3】図2に示したGPS受信機の機能ブロック図で
ある。
FIG. 3 is a functional block diagram of the GPS receiver shown in FIG.

【図4】本発明にかかるGPS受信機の他方の受信機の
一例を示す外観説明図である。
FIG. 4 is an external view illustrating an example of the other receiver of the GPS receiver according to the present invention.

【図5】図4に示したGPS受信機の機能ブロック図で
ある。
5 is a functional block diagram of the GPS receiver shown in FIG.

【図6】本発明のGPS測量装置で行われる制御部の制
御手順の一例をしめすフローチャート図である。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a control procedure of a control unit performed by the GPS surveying instrument of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,12 GPS受信機 22,42 GPSアンテナ 28 送信アンテナ 34 アナログ信号処理部 36 無線信号送出部 44 アナログ信号処理部 54 無線信号受信部 56 デジタル信号処理部 58 制御部 60 メモリ 10, 12 GPS receiver 22, 42 GPS antenna 28 Transmission antenna 34 Analog signal processing unit 36 Radio signal transmitting unit 44 Analog signal processing unit 54 Radio signal receiving unit 56 Digital signal processing unit 58 Control unit 60 Memory

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 7/26 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H04B 7/26

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の衛星から発信された電波を受信す
る少なくとも一対のGPS受信機を用い、前記GPS受
信機を異なった地点に設置して、前記GPS受信機で同
時刻に受信された受信電波の位相差に基づいて、前記地
点間の距離や方向を測定するGPS測量装置において、 前記GPS受信機のいずれか一方は、前記衛星から発信
された電波を受信するGPSアンテナと、 このGPSアンテナで受信された電波を、前記衛星から
発信された電波よりも低い搬送周波数に変換するアナロ
グ信号処理部と、 このアナログ処理部の出力信号を受けて送信アンテナか
ら無線信号を送出する無線信号送出部とを有し、 前記GPS受信機の他方は、前記無線信号を受信する受
信アンテナを備えた無線信号受信部と、 前記衛星から発信された電波を受信するGPSアンテナ
と、 このGPSアンテナで受信された電波を周波数変換して
増幅するアナログ信号処理部と、 前記無線信号受信部と前記アナログ信号処理部との出力
信号から電波の搬送波位相をディジタル化した位相デー
タを生成するデジタル信号処理部と、 前記デジタル信号処理部から送出される位相データを所
定時間間隔毎に抽出してエポック位相データを求め、こ
の位相データに基づいて前記GPS受信機が設置された
地点間の距離や方向を演算する制御部とを有することを
特徴とするGPS測量装置。
1. Use of at least a pair of GPS receivers that receive radio waves transmitted from a plurality of satellites, the GPS receivers are installed at different points, and the GPS receivers receive the signals at the same time. In a GPS surveying device for measuring the distance and direction between the points based on the phase difference of radio waves, one of the GPS receivers is a GPS antenna for receiving radio waves transmitted from the satellite, and the GPS antenna An analog signal processing unit for converting the radio wave received by the carrier wave into a carrier frequency lower than that of the radio wave transmitted from the satellite, and a radio signal transmission unit for receiving a signal output from the analog processing unit and transmitting a radio signal from a transmission antenna. And the other of the GPS receivers includes a radio signal receiving unit having a receiving antenna for receiving the radio signal, and an electric wave transmitted from the satellite. A GPS antenna, an analog signal processing unit that frequency-converts and amplifies the radio wave received by the GPS antenna, and a carrier wave phase of the radio wave is digitized from output signals of the radio signal receiving unit and the analog signal processing unit. A digital signal processing unit that generates phase data, and phase data sent from the digital signal processing unit is extracted at predetermined time intervals to obtain epoch phase data, and the GPS receiver is installed based on this phase data. A GPS surveying device, comprising: a control unit that calculates the distance and direction between the points.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10232131A (en) * 1997-02-19 1998-09-02 Kajima Corp Travel-type real-time surveying device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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