JPH0814903A - 測量機 - Google Patents

測量機

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JPH0814903A
JPH0814903A JP6164573A JP16457394A JPH0814903A JP H0814903 A JPH0814903 A JP H0814903A JP 6164573 A JP6164573 A JP 6164573A JP 16457394 A JP16457394 A JP 16457394A JP H0814903 A JPH0814903 A JP H0814903A
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JP
Japan
Prior art keywords
instrument
surveying instrument
point
surveying
coordinate position
Prior art date
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Pending
Application number
JP6164573A
Other languages
English (en)
Inventor
Kyoji Nakamura
協司 中村
Mayumi Tomiyama
麻由美 富山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH0814903A publication Critical patent/JPH0814903A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定点の座標値を正確に求めることできる測
量機を提供する。 【構成】 水平面に対する測量機本体の傾きを検出する
2軸チルトセンサ13と、測量座標の基準点から測量機
本体の器械中心点までの機械高を入力する入力部10と
を備えた測量機において、2軸チルトセンサ13からの
出力値及び入力部10の入力値に基づいて基準点からの
器械中心点の座標位置のずれ量を補正演算する演算部1
5を有している。基準点からの器械中心点の座標位置の
ずれ量が、測量機本体の傾き及び器械高に基づいて演算
部15により補正演算されるので、測量機本体の実際の
座標位置を求め、この座標位置を用いて測定点の座標位
置を正確に求めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、測量機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、測量機には視準軸誤差、水平
軸誤差、外心誤差、偏心誤差等の定誤差の他に、鉛直軸
誤差や、器械的な要因からくる10”程度のガタ等の不
定誤差があることが知られている。
【0003】視準軸誤差、水平軸誤差等の定誤差の場合
には、通常、測量機の望遠鏡正(telescope normal) 及
び望遠鏡反(telescope inverted)でそれぞれ観測を行
うと、絶対値が同じで符号が異なる誤差が観測値に現れ
るので、それらの読定値の和を取ることにより、誤差を
簡単に打ち消すことができる。しかし、不定誤差は、定
誤差のようにある決まった法則に則り、一定の割合で生
ずるということが期待できないので、定誤差と同様のや
り方で消去することはできない。
【0004】そこで、近年の高精度な測量の需要に応じ
て、1軸又は2軸チルトセンサで鉛直軸誤差を補正する
方法が広く行われている。2軸チルトセンサによる補正
とは、測量機の本体上に、水平面内で直交する2つのチ
ルトセンサ(静電容量等により水平面に対するセンサの
傾きを検出する傾斜計)を配置し、各センサにより水平
面に対する直交するX方向及びY方向の傾きを検出し、
これらの傾きから鉛直軸誤差を何らかの方法で補正する
ものである。
【0005】このようなチルトセンサを用いた補正で
は、当初、±10”程度のガタ(鉛直軸誤差等の不定誤
差)を補正するのが目的であったが、現在では、測量機
が±3’程度まで傾いた状態にあっても、この状態で得
られた測距値及び測角値をチルトセンサで得られたX方
向及びY方向の傾きに基づいて補正するようになってき
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、チルトセン
サを用いた上記従来の補正では、測量機本体1aの傾き
角度α(図6を参照)が極微小量であると仮定している
ため、測量機本体1aの座標値の補正を行っていない。
すなわち、実際上は、図6に示すように、その器械中心
点(望遠鏡2の視軸、鉛直軸及び水平軸の3軸が交わる
点)と求心点Cを結ぶ直線が求心点Cとを通る鉛直線に
対して傾いている状態で測定しているにもかかわらず、
測量機本体1aが図5に示すように鉛直に立てられてい
るものとして計算されてしまっている。その結果、例え
ば図7に示すように、測量現場において、測定点AやB
の座標を求めようとすると、測量機本体1aの器械中心
点は同図の点Oから少しずれた点O´の位置にあるの
に、この点O´の座標位置(X0´, Y0´)ではな
く、求心点Cと同じ座標位置にある点Oの座標位置(X
0, Y0)を用いて計算を行ってしまうため、実際には
点Cや点Dの座標位置が計算されてしまう。
【0007】そのために、今後、チルトセンサを用いた
鉛直軸誤差等の補正範囲が今以上に拡大された場合(測
量機本体1aが±3’以上傾いても補正できるようにな
った場合)や、近距離を測定した場合に、測量機本体1
aの座標位置のずれ(測量機本体1aが実際に設置され
ている位置での器械中心点の座標位置と、測量機本体1
aを設置しようとした位置での器械中心点の座標位置と
のずれ)は無視できないものとなり、測定点の座標値を
正確に求めることができないという問題点がある。
【0008】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みてなされたもので、その課題は測定点の座標値を正確
に求めることができる測量機を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め請求項1記載の発明に係る測量機は、水平面に対する
測量機本体の傾きを検出する傾き検出手段と、測量座標
の基準点から前記測量機本体の器械中心点までの距離を
入力する器械高入力手段とを備えた測量機において、前
記傾き検出手段からの出力値及び前記器械高入力手段の
入力値に基づいて前記基準点からの前記器械中心点の座
標位置のずれ量を補正演算する補正演算手段を有してい
る。
【0010】また、前記測量機本体は、前記測量機本体
の鉛直軸の延長線上に前記基準点を設定する求心望遠鏡
を更に有する。
【0011】更に、前記測量機本体は、前記基準点から
前記測量機本体の器械中心点までの距離を測距し、前記
測距した値を前記器械高入力手段に出力する器械高測距
手段を更に有する。
【0012】
【作用】基準点からの器械中心点の座標位置のずれ量
が、傾き検出手段からの出力値及び器械高入力手段の入
力値に基づいて、補正演算手段により補正演算されるの
で、測量機本体の実際の座標位置を求め、この座標位置
を用いて測定点の座標位置を正確に求めることができ
る。
【0013】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。
【0014】図1はこの発明の一実施例に係る測量機の
ブロック図である。
【0015】この測量機は、図5及び図6に示す測量機
と同様の測量機本体1aを有するもので、図5に示す求
心点(測量座標の基準点)Cの座標位置(X0, Y
0)、この求心点Cから測量機本体1aの器械中心点
(図5では点O)までの距離(器械高HI)等を入力す
る入力部(器械高入力手段)10と、測定点(図3に示
すA点やB点)の測距を行ってその測距値Sを得る測距
部11と、目標点の測角を行ってその測角値(水平角H
Aと高度角VA)を得る測角部12と、測量機本体1a
の、水平面に対する直交するX方向及びY方向のそれぞ
れの傾き(X軸方向の傾きδx及びY軸方向の傾きδ
y)を検出する2軸チルトセンサ(傾き検出手段)13
と、入力部10、測距部11、測角部12及び2軸チル
トセンサ13からの各入力データに基づいて後述する各
種の演算を行う演算部(補正演算手段)14と、この演
算部14での演算結果を受けて前記測定点の座標位置等
を表示する表示部15とを備えている。
【0016】前記演算部14は、測量機本体1aを設置
しようとした位置である点O(図2及び図3を参照)で
示す器械中心点の座標位置(すなわち求心点Cの座標位
置)(X0, Y0)を、2軸チルトセンサ13から出力
されるX軸方向の傾きδx及びY軸方向の傾きδyと、
入力部10から出力される器械高HIとに基づき、下記
の式(1)及び(2)の補正演算を行い、測量機本体1
aが実際に設置されている位置での器械中心点(図2及
び図3の点O´)の座標位置(補正された本機座標)
(X0´, Y0´)を算出する。
【0017】 X0´=X0+HI×tanδx 式(1) Y0´=Y0+HI×tanδy 式(2) また、演算部14は、測角部12から出力される測角値
(水平角HAと高度角VA)を、2軸チルトセンサ13
から出力されるX軸方向の傾きδx及びY軸方向の傾き
δyに基づいて補正する。
【0018】すなわち、演算部14は、水平角HAを、
水平を0°とし、下記の式(3)により補正して補正後
の水平角HA´を算出するとともに、高度角VAを、下
記の式(4)により補正して補正後の高度角VA´を算
出する。
【0019】
【数3】 VA´=VA+δy 式(4) 更に、演算部14は、測距部11から出力される測距値
Sと、補正後の水平角HA´及び高度角VA´とを用い
て下記の式(5)及び(6)の演算を行い、測定点(新
点)の座標値(X, Y)を算出するように構成されてい
る。
【0020】 X=S×cosVA´×cosHA´ 式(5) Y=S×cosVA´×sinHA´ 式(6) そして、演算部14は、測定点(新点)の座標値(X,
Y)を、前記補正された本機座標(X0´, Y0´)で
補正して正しい測定点(新点)の座標値(X´, Y´)
を算出する。
【0021】なお、入力部10、測距部11、測角部1
2、2軸チルトセンサ13、演算部14及び表示部15
の全てを測量機本体1aの中に組み込むように構成して
もよいし、又は、入力部10、演算部14及び表示部1
5を測量機本体1aの外に設けて本体1aと接続可能に
構成してもよい。
【0022】次に、この実施例の測量機の動作を、図4
を参照しながら説明する。
【0023】まず、測量機本体1aを、図6に示すよう
に既知の基準点である求心点Cに設置する。この設置状
態では、図6に示すように、測量機本体1aの器械中心
点と求心点Cを結ぶ直線が求心点Cを通る鉛直線に対し
てある角度αだけ傾いているものとする。この角度α
は、2軸チルトセンサ13から検出されるX軸方向の傾
きδx及びY軸方向の傾きδyが合成された傾きであ
る。
【0024】このように測量機本体1aが設置された状
態で、図4に示すルーチンが実行される。
【0025】まず、既知の基準点である求心点Cの座標
(X0, Y0)を入力部10から演算部15に入力する
(ステップS1)。その後、機械高HIを入力部10か
ら演算部14に入力する(ステップS2)。次に、測距
部11及び測角部12でそれぞれ得られた測距値S及び
測角値(水平角HAと高度角VA)を演算部14に入力
する(ステップS3)。それから、2軸チルトセンサ1
3から出力されるX軸方向の傾きδx及びY軸方向の傾
きδyを演算部14に入力する(ステップS4)。
【0026】次に、演算部14で、測量機本体1aを設
置しようとした位置である点O(図2及び図3を参照)
で示す器械中心点の座標位置(すなわち求心点Cの座標
位置)(X0, Y0)を、X軸方向の傾きδx及びY軸
方向の傾きδyと、器械高HIとに基づき、上記式
(1)及び(2)の補正演算を行い、測量機本体1aが
実際に設置されている位置での器械中心点(図2及び図
3の点O´)の座標位置(補正された本機座標)(X0
´, Y0´)を算出する(ステップS5)。これによっ
て、測量機本体1aが実際に設置されている位置での器
械中心点O´の座標位置(補正された本機座標)(X0
´, Y0´)が、(X0+HI×tanδx, Y0+H
I×tanδy) で表わされた値となる。
【0027】この後、補正された本機座標(X0´, Y
0´)を図示しないメモリに格納する(ステップS
6)。
【0028】次に、演算部14で、水平角HAを、水平
を0°とし、上記式(3)により、補正して補正後の水
平角HA´を算出するとともに、高度角VAを、上記式
(4)により補正して補正後の高度角VA´を算出する
(ステップS7)。
【0029】そして、演算部14で、測距値Sと、補正
後の水平角HA´及び高度角VA´とを用いて上記式
(5)及び(6)の演算を行い、測定点(図3に示す新
点A,B)の座標値(X, Y)を算出する(ステップS
8)。
【0030】この後、演算部14で、測定点(新点A,
B)の座標値(X, Y)を、前記補正された本機座標
(X0´, Y0´)で補正して正しい測定点(新点A,
B)の座標値(X´, Y´)を算出して図4のルーチン
を終了する。
【0031】次に、例えば測量機本体1aがX軸方向に
5’、Y軸方向に5’それぞれ傾いていた場合について
説明する。
【0032】前記器械高HIを1.5mとした場合、測
量機本体1aの器械中心点の座標のずれ(HI×tan
δx)は、下記の式(7)のように計算することがで
き、約2mmずつX方向及びY方向へずれていることに
なる。このようなX方向及びY方向のずれが上記一実施
例で補正されている。
【0033】 HI×tanδx=1.5×103 ×(0.00145) =2.2mm 式(7) また、Z軸方向のずれは、δをX方向及びY方向の傾き
を合成した傾きであるとすると、下記の式(8)のよう
に計算することができ、下の位置より下方へ約0.00
32mmずれていることになる。この値は、X方向及び
Y方向のずれよりもかなり小さいので特に補正する必要
はないが、2軸チルトセンサ13を用いた鉛直誤差等の
補正範囲が更に拡大され、Z軸方向のずれ量も大きくな
る場合には、このずれ量についても補正するのが好まし
い。
【0034】 HI×(1−cosδ)=1.5×103 ×(1−0.99999785) =0.0032mm 式(8)
【0035】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の測量機に
よれば、測量機本体の実際の座標位置を求め、この座標
位置を用いて測定点の座標位置を正確に求めることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の一実施例に係る測量機のブロ
ック図である。
【図2】図2は基準点からの器械中心点の座標位置のず
れ量を示す説明図である。
【図3】図3は作業現場における基準点からの器械中心
点の座標位置のずれ量及び測定点を示した説明図であ
る。
【図4】図4は図1の測量機の動作を示すフローチャー
トである。
【図5】図5は従来の測量機が正しく設置された状態を
示す図である。
【図6】図6は従来の測量機が傾いて設置された状態を
示す図である。
【図7】図7は従来技術の説明図で、作業現場における
基準点からの器械中心点の座標位置のずれ量及び測定点
を示した図である。
【符号の説明】
10 入力部 13 2軸チルトセンサ 14 演算部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水平面に対する測量機本体の傾きを検出
    する傾き検出手段と、測量座標の基準点から前記測量機
    本体の器械中心点までの距離を入力する器械高入力手段
    とを備えた測量機において、 前記傾き検出手段からの出力値及び前記器械高入力手段
    の入力値に基づいて前記基準点からの前記器械中心点の
    座標位置のずれ量を補正演算する補正演算手段を有して
    いることを特徴とする測量機。
  2. 【請求項2】 前記測量機本体は、前記測量機本体の鉛
    直軸の延長線上に前記基準点を設定する求心望遠鏡を更
    に有することを特徴とする請求項1記載の測量機。
  3. 【請求項3】 前記測量機本体は、前記基準点から前記
    測量機本体の器械中心点までの距離を測距し、 前記測距した値を前記器械高入力手段に出力する器械高
    測距手段を更に有することを特徴とする請求項1又は2
    記載の測量機。
JP6164573A 1994-06-23 1994-06-23 測量機 Pending JPH0814903A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030325