JPH09292224A - 汎地球測位システムを用いた測量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汎地球測位システム（ＧＰＳ）を用いた測量
装置に関し、特ＧＰＳと、測量用のレベル測定機とを組
み合わせて用いることで、ＧＰＳの高さ方向の測定精度
を向上できるようにした。 【解決手段】 電子式レベル３０とビーム位置検出機４
０を含む測量用のレベル測定機２０と、汎地球測位シス
テム（ＧＰＳ）を用いた基準局側・測定局側のＧＰＳ測
量機５０，６０とを備える。ビーム位置検出機４０に
は、測定局側のＧＰＳ測量機６０を設ける。基準局側・
測定局側のＧＰＳ測量機５０，６０から出力されるＧＰ
Ｓデータを、ビーム位置検出機４０から出力されるレベ
ルデータを用いて補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、汎地球測位シス
テム（ＧＰＳ）を用いた測量装置に関し、特にＧＰＳ
と、測量用のレベル測定機とを組み合わせて用いること
で、ＧＰＳの高さ方向の測定精度を向上できるようにし
たものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の測量装置としては、例え
ば図２に示すように、次の３つの装置が知られていた。 汎地球測位システム（以下「ＧＰＳ」という。）を用
いた測量機 （以下「ＧＰＳ測量機」という。） 測量用の電子式レベル パーソナルコンピュータ 上記ＧＰＳ測量機で測定した測定値（以下「ＧＰＳ測定
値」という。）と、電子式レベルで測定した測定値（以
下「レベル測定値」という。）とをパーソナルコンピュ
ータに入力し、その座標変換プログラムを用いて単一の
座標系に変換していた。

【０００３】なお、ＧＰＳ測量機と電子式レベルとを組
み合わせた測量装置は、従来、存在しなかった。ただ
し、同種の測量機の組み合わせた測量装置としては、Ｇ
ＰＳ測量機とトータルステーションとを組み合わせたも
のがあった（例えば特開平４−１５１５０９号公報、特
開平４−１５１５１０号公報等）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の測量装置では、次の５つの問題点があった。 ＧＰＳ測量機単独では、特に高さ方向の測定精度の
確保が困難であるという問題点があった。 電子式レベル単独では、レベルしか測定しかできな
いという問題点があった。 従来の測量装置は、パーソナルコンピュータが一般
に事務所に設置されていた。

【０００５】このため、ＧＰＳ測量機と電子式レベルと
の両機の測定成果の品質の劣悪が現場で比較判断できな
いという問題点があった。そこで、測定成果の品質が悪
い場合には、再度、現場に出向き、再測量を余儀なくさ
れていた。 従来の測量装置は、ＧＰＳ測量機と電子式レベルと
が別体であった。

【０００６】このため、両機を同時に使用する場合に
は、両機を個別に搬送や設置しなければならず、搬送や
設置が面倒であるという問題点があった。 ＧＰＳ測量機と電子式レベルとは個別に電源を持っ
ていた。このため、両者の電源の充電等を別々に行わな
ければならず、電源管理が面倒で、手数が掛かるという
問題点があった。

【０００７】本発明は、上記した従来の技術の有する問
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、次の点にある。請求項１記載の発明は、次の点を
目的とする。すなわち、請求項１記載の発明は、ＧＰＳ
測量機の測定データを、レベル測定機の測定データを用
いて補正することで、測定精度を向上することができる
ようにしたものである。

【０００８】請求項２記載の発明は、上記した請求項１
記載の発明の目的に加え、次の点を目的とする。すなわ
ち、請求項２記載の発明は、ビーム位置検出機と測定局
側のＧＰＳ測量機との間に一定のオフセット値を持たせ
ることで、測定結果の補正の迅速化を図ることができる
ようにしたものである。

【０００９】請求項３記載の発明は、上記した請求項１
又は２記載の発明の目的に加え、次の点を目的とする。
すなわち、請求項３記載の発明は、ビーム位置検出機と
測定局側のＧＰＳ測量機とを脱着可能とすることで、両
者の単独使用に加え、搬送・保管の効率化を図ることが
できるようにしたものである。

【００１０】請求項４記載の発明は、上記した請求項１
〜３のいずれか１項に記載の発明の目的に加え、次の点
を目的とする。すなわち、請求項４記載の発明は、レベ
ル測定機側で、ＧＰＳ測量機の測定データとの座標合成
をすることができるようにしたものであり、ＧＰＳ測量
機の小型・軽量化を目的とする。

【００１１】請求項５記載の発明は、上記した請求項１
〜３のいずれか１項に記載の発明の目的に加え、次の点
を目的とする。すなわち、請求項５記載の発明は、請求
項４記載の発明とは逆に、ＧＰＳ測量機側で、レベル測
定機の測定データとの座標合成をすることができるよう
にしたものであり、レベル測定機の小型・軽量化を目的
とする。

【００１２】請求項６記載の発明は、上記した請求項１
〜５のいずれか１項に記載の発明の目的に加え、次の点
を目的とする。すなわち、請求項６記載の発明は、測定
局側のＧＰＳ測量機で、ＧＰＳ座標値の変換ができるよ
うにしたものであり、レベル測定機の一層の小型・軽量
化を目的とする。

【００１３】請求項７〜１０記載の発明は、次の点を目
的とする。すなわち、請求項７〜１０記載の発明は、レ
ベル測定機側とＧＰＳ測量機との間の通信に、各種通信
を用いることができるようにしたものである。請求項１
１記載の発明は、上記した請求項４〜１０のいずれか１
項に記載の発明の目的に加え、次の点を目的とする。

【００１４】すなわち、請求項１１記載の発明は、座標
合成時にレベル測定機の測定データを用いることで、高
さ方向の測定精度を向上することができるようにしたも
のである。請求項１２記載の発明は、上記した請求項１
〜１１のいずれか１項に記載の発明の目的に加え、次の
点を目的とする。

【００１５】すなわち、請求項１２記載の発明は、レベ
ル測定機とＧＰＳ測量機との電源部を共用化すること
で、電源部の保守・管理の効率化を図ることができるよ
うにしたものである。請求項１３記載の発明は、上記し
た請求項１〜１２のいずれか１項に記載の発明の目的に
加え、次の点を目的とする。

【００１６】すなわち、請求項１３記載の発明は、電子
式レベルと基準局側のＧＰＳ測量機とを脱着可能とする
ことで、両者の単独使用に加え、搬送・保管の効率化を
図ることができるようにしたものである。請求項１４記
載の発明は、上記した請求項１〜１３のいずれか１項に
記載の発明の目的に加え、次の点を目的とする。

【００１７】すなわち、請求項１４記載の発明は、電子
式レベルと基準局側のＧＰＳ測量機との間に一定のオフ
セット値を持たせることで、測定結果の補正の迅速化を
図ることができるようにしたものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】

（特徴点）各請求項にそれぞれ記載された各発明は、上
記した各目的を達成するためになされたものであり、各
発明の特徴点を図面に示した発明の実施の形態を用い
て、以下に説明する。

【００１９】請求項１記載の発明は、次の２つの点を特
徴とする。第１に、ビーム位置検出機(40)には、例えば
図２に示すように、測定局側のＧＰＳ測量機(60)を設け
ている。第２に、基準局側及び測定局側のＧＰＳ測量機
(50,60)から出力されるＧＰＳデータを、例えば図１に
示すように、ビーム位置検出機(40)から出力されるレベ
ルデータを用いて補正するようにしている。

【００２０】例えば図１に示した第１実施例のもので
は、座標合成時に、ＸＹ軸方向の座標合成に、ＧＰＳデ
ータの経度（ψ）、緯度（φ）を用い、Ｚ軸方向の座標
合成に、レベルデータを標高に変換した標高値（ｈ）を
用いている。なお、図面に示した実施例のものでは、ビ
ーム位置検出機(40)の高さ方向に複数段のレベルセンサ
ー(41)を配置して、レーザービームの照射位置を直接、
レベルセンサー(41)により検出しているが、これに限ら
ず、図示しないが、レーザービームをバーコード等に照
射し、その照射位置を電子式レベル(30)側に配置したビ
ーム位置検出機(40)により遠隔的に読みとるようにして
も良い。

【００２１】請求項２記載の発明は、上記した請求項１
記載の発明の特徴点に加え、次の点を特徴とする。すな
わち、ビーム位置検出機(40)には、例えば図２に示すよ
うに、ビーム位置検出機(40)の高さ測定基準位置と、測
定局側のＧＰＳ測量機(60)の座標測定基準位置とが、一
定のオフセット値を持つように、測定局側のＧＰＳ測量
機(60)を設けている。

【００２２】上記ビーム位置検出機(40)の高さ測定基準
位置を、例えば図２に示す第１実施例では、測定器基準
位置(43)の高さ位置に設定している。前記測定局側のＧ
ＰＳ測量機(60)の座標測定基準位置を、例えば図２に示
す第１実施例では、ＧＰＳアンテナ(62)の高さ位置に設
定している。前記オフセット値としては、例えば図２に
示す第１実施例では、ビーム位置検出機(40)の高さ測定
基準位置(43)からＧＰＳアンテナ(62)間の高さを、オフ
セット値(h4)として用いている。

【００２３】請求項３記載の発明は、上記した請求項
１，２記載の発明の特徴点に加え、次の点を特徴とす
る。すなわち、ビーム位置検出機(40)と測定局側のＧＰ
Ｓ測量機(60)との間には、例えば図１〜３に示すよう
に、測定局側のＧＰＳ測量機(60)をビーム位置検出機(4
0)に脱着可能に連結する連結手段（例えばコネクター44
の着脱機構100）を設けている。

【００２４】請求項４記載の発明は、上記した請求項１
〜３記載のいずれか１項に記載の発明の特徴点に加え、
次の点を特徴とする。すなわち、ビーム位置検出機(40)
には、例えば図１に示すように、次の３つの構成を備え
ている。第１は、入力手段（例えばＩ／Ｏ71）で、この
入力手段（例えばＩ／Ｏ71）は、ＧＰＳデータを入力す
るものである。

【００２５】第２は、座標合成変換手段（例えばメイン
ＣＰＵ70）で、この座標合成変換手段（例えばメインＣ
ＰＵ70）は、入力手段（例えばＩ／Ｏ71）により入力し
たＧＰＳデータとレベルデータとを合成して単一の合成
座標値を求めるものである。第３は、出力手段(73)で、
この出力手段(73)は、座標合成変換手段（例えばメイン
ＣＰＵ70）により変換された合成座標値を出力するもの
である。

【００２６】請求項５記載の発明は、上記した請求項１
〜３記載のいずれか１項に記載の発明の特徴点に加え、
次の点を特徴とする。すなわち、測定局側のＧＰＳ測量
機(60)には、例えば図９に示すように、次の３つの構成
を備えている。第１は、入力手段(91)で、この入力手段
(91)は、レベルデータを入力するものである。

【００２７】第２は、座標合成変換手段(94)で、この座
標合成変換手段(94)は、入力手段(91)により入力したレ
ベルデータとＧＰＳデータとを合成して単一の合成座標
値を求めるものである。第３は、出力手段(95)で、この
出力手段(95)は、座標合成変換手段(94)により変換され
た合成座標値を出力するものである。

【００２８】請求項６記載の発明は、上記した請求項１
〜５のいずれか１項に記載の発明の特徴点に加え、次の
２つの点を特徴とする。第１に、測定局側のＧＰＳ測量
機(60)には、例えば図１に示すように、基準局側及び測
定局側のＧＰＳ測量機(50,60)により測定した測定値を
ＧＰＳ座標値に変換するＧＰＳ座標変換手段(67)を備え
ている。

【００２９】第２に、ビーム位置検出機(40)の入力手段
（例えばＩ／Ｏ71）は、例えば図１に示すように、ＧＰ
Ｓ座標変換手段(67)により変換されたＧＰＳ座標値を入
力するようにしている。請求項７記載の発明は、上記し
た請求項４又は請求項６記載の発明の特徴点に加え、次
の点を特徴とする。

【００３０】すなわち、ビーム位置検出機(40)の入力手
段（例えばＩ／Ｏ71）には、例えば図１に示すように、
ＧＰＳデータをデジタルデータ通信により入力するよう
にしている。例えば、図１に示す第１実施例のもので
は、光通信ケーブル80を介してデジタルデータ通信して
いる。

【００３１】請求項８記載の発明は、上記した請求項５
記載の発明の特徴点に加え、次の点を特徴とする。すな
わち、測定局側のＧＰＳ測量機(60)の入力手段(91)に
は、レベルデータをデジタルデータ通信により入力する
ようにしている。例えば、図９に示す第２実施例のもの
では、レベルデータをデジタル処理手段(46)により、デ
ジタル変換後、光通信ケーブル(80)を介してデジタルデ
ータ通信している。

【００３２】請求項９記載の発明は、上記した請求項７
又は請求項８記載の発明の特徴点に加え、次の点を特徴
とする。すなわち、デジタルデータ通信には、光通信ケ
ーブル(80)を用いている。例えば、図１に示す第１実施
例のものでは、光通信ケーブル(80)を用いて、ビーム位
置検出機40にＧＰＳデータをデジタルデータ通信してい
る。

【００３３】また、例えば、図９に示す第２実施例のも
のでは、光通信ケーブル(80)を用いて、測定局側のＧＰ
Ｓ測量機(60)にレベルデータをデジタルデータ通信して
いる。請求項１０記載の発明は、上記した請求項７又は
請求項８記載の発明の特徴点に加え、次の点を特徴とす
る。

【００３４】すなわち、デジタルデータ通信には、図示
しないが、無線通信を用いている。例えば、図１に示す
第１実施例のものを例に挙げると、その光通信ケーブル
(80)に変えて、無線通信を用いれば良い。また、例え
ば、図９に示す第２実施例のものを例に挙げると、その
光通信ケーブル(80)に変えて、無線通信を用いれば良
い。

【００３５】請求項１１記載の発明は、上記した請求項
４又は請求項５記載の発明の特徴点に加え、次の点を特
徴とする。すなわち、例えば図１に示すように、座標合
成変換手段（例えばメインＣＰＵ70）においては、ＸＹ
軸方向の座標変換にＧＰＳデータを用い、Ｚ軸方向の座
標変換にレベルデータを用いている。

【００３６】なお、上記座標合成変換手段（例えばメイ
ンＣＰＵ70）に変えて、図９に示す第２実施例の座標合
成変換手段(94)を用いても良い。請求項１２記載の発明
は、上記した請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発
明の特徴点に加え、次の点を特徴とする。すなわち、ビ
ーム位置検出機(40)と測定局側のＧＰＳ測量機(60)との
間において、例えば図１〜３に示すように、電源部(45)
を共用している。

【００３７】上記電源部(45)は、例えば図３に示す第１
実施例では、ビーム位置検出機(40)に設け、又、例えば
図１０に示す第２実施例では、測定局側のＧＰＳ測量機
(60)に設けている。これに限らず、図示しないが、電源
部(45)を、ビーム位置検出機(40)と測定局側のＧＰＳ測
量機(60)との中間に設けても良い。請求項１３記載の発
明は、上記した請求項１〜１２のいずれか１項に記載の
発明の特徴点に加え、次の点を特徴とする。

【００３８】すなわち、電子式レベル(30)と基準局側の
ＧＰＳ測量機(50)との間には、例えば図２に示すよう
に、基準局側のＧＰＳ測量機(50)を電子式レベル(30)に
脱着可能に連結する連結手段（例えばコネクター33の着
脱機構101）を設けている。請求項１４記載の発明は、
上記した請求項１〜１３のいずれか１項に記載の発明の
特徴点に加え、次の点を特徴とする。

【００３９】すなわち、電子式レベル(30)には、電子式
レベル(30)の高さ基準位置と、基準局側のＧＰＳ測量機
(50)の座標測定基準位置とが、例えば図２に示すよう
に、一定のオフセット値(h1)を持つように、基準局側の
ＧＰＳ測量機(50)を設けている。上記電子式レベル(30)
の高さ測定基準位置を、例えば図２に示す第１実施例で
は、ビーム照射部(31)の高さ位置に設定している。

【００４０】前記基準局側のＧＰＳ測量機(50)の座標測
定基準位置を、例えば図２に示す第１実施例では、ＧＰ
Ｓアンテナ(52)の高さ位置に設定している。前記オフセ
ット値としては、例えば図２に示す第１実施例では、ビ
ーム照射部(31)の高さ位置からＧＰＳアンテナ(52)間の
高さを、オフセット値(h1)として用いている。 （作用）つぎに、上記した特徴点を備えた各請求項にそ
れぞれ記載された各発明の作用について、以下に説明す
る。

【００４１】請求項１記載の発明によれば、次のような
作用を奏する。すなわち、高精度のレベルデータを用い
て、ＧＰＳデータの高さ方向の座標値を補正することが
できる。請求項２記載の発明によれば、上記した請求項
１記載の発明の作用に加え、次のような作用を奏する。

【００４２】すなわち、図２に示すオフセット値(h4)を
用いることで、ＧＰＳデータの補正を容易に行うことが
できる。請求項３記載の発明によれば、上記した請求項
１又は請求項２記載の発明の作用に加え、次のような作
用を奏する。すなわち、ビーム位置検出機(40)と測定局
側のＧＰＳ測量機(60)とを、例えば図２に示すように、
連結手段（例えばコネクター44の着脱機構100）を用い
て連結することで、現場での作業を効率化できる。

【００４３】また、ビーム位置検出機(40)と測定局側の
ＧＰＳ測量機(60)とを、図示しないが、分離すること
で、両者の単独使用に加え、搬送・保管に便利である。
請求項４記載の発明によれば、上記した請求項１〜３の
いずれか１項に記載の発明の作用に加え、次のような作
用を奏する。すなわち、例えば図１に示すように、ビー
ム位置検出機(40)側で合成座標値を求めることができ
る。

【００４４】請求項５記載の発明によれば、上記した請
求項１〜３のいずれか１項に記載の発明の作用に加え、
次のような作用を奏する。すなわち、請求項４記載の発
明とは逆に、例えば図９に示すように、測定局側のＧＰ
Ｓ測量機(60)側で合成座標値を求めることができる。請
求項６記載の発明によれば、上記した請求項１〜５のい
ずれか１項に記載の発明の作用に加え、次のような作用
を奏する。

【００４５】すなわち、例えば図１に示すように、測定
局側のＧＰＳ測量機(60)でＧＰＳ座標値に変換できる。
請求項７,８記載の発明は、次のような作用を奏する。
すなわち、例えば図１に示すように、測定局側のＧＰＳ
測量機(60)とビーム位置検出機(40)との間で、デジタル
データ通信を行うことができる。

【００４６】請求項９記載の発明は、上記した請求項７
又は８記載の発明の作用に加え、次のような作用を奏す
る。すなわち、デジタルデータ通信に、例えば図１に示
すように、光通信ケーブル(80)を用いることで、電磁波
によるノイズの影響を減少できる。請求項１０記載の発
明によれば、上記した請求項７又は請求項８記載の発明
の作用に加え、次のような作用を奏する。

【００４７】すなわち、デジタルデータ通信に、図示し
ないが、無線通信を用いることで、機器の移動や設置を
容易にできる。請求項１１記載の発明は、上記した請求
項４〜１０のいずれか１項に記載の発明の作用に加え、
次のような作用を奏する。すなわち、Ｚ軸方向、すなわ
ち高さ方向については、ＧＰＳ測量機(50,60)によるＧ
ＰＳデータに比較して、ビーム位置検出機(40)で測定さ
れたレベルデータの方が高精度であることから、座標合
成時にレベルデータを用いたものである。

【００４８】請求項１２記載の発明は、上記した請求項
１〜１１のいずれか１項に記載の発明の作用に加え、次
のような作用を奏する。すなわち、例えば図１〜３に示
すように、ビーム位置検出機(40)と測定局側のＧＰＳ測
量機(60)との間において、電源部(45)を共用化すること
で、電源部(60)の保守・管理を容易化できる。

【００４９】請求項１３記載の発明は、上記した請求項
１〜１２のいずれか１項に記載の発明の作用に加え、次
のような作用を奏する。すなわち、電子式レベル(30)と
基準局側のＧＰＳ測量機(50)とを、例えば図２に示すよ
うに、連結手段（例えばコネクター33の着脱機構101）
を用いて連結することで、現場での作業を効率化でき
る。

【００５０】また、電子式レベル(30)と基準局側のＧＰ
Ｓ測量機(50)とを、図示しないが、分離することで、両
者の単独使用に加え、搬送・保管に便利である。請求項
１４記載の発明は、上記した請求項１〜１３のいずれか
１項に記載の発明の作用に加え、次のような作用を奏す
る。すなわち、図２に示すオフセット値(h1)を用いるこ
とで、ＧＰＳデータの補正を容易に行うことができる。

【００５１】

【発明の実施の態様】

（第１実施例）図１〜８は、本発明の実施の形態の第１
実施例を示すものである。図１は、測量装置の概略を示
すブロック図、図２は測量装置の概略図、図３はコネク
ターの説明図、図４は信号処理のメインフロー、図５は
図４の衛星電波サーチ、航法メッセージ取得のサブルー
チンを示すフロー、図６は図４の捕捉衛星決定のサブル
ーチンを示すフロー、図７は図４の第１ＧＰＳ受信機の
衛星電波の位相データ取得のサブルーチンを示すフロ
ー、図８は図４の基線解析処理のサブルーチンを示すフ
ローをそれぞれ示す。 （測量装置）図１中、10は、測量装置を示し、この測量
装置10は、大別すると、次の２つの装置から構成されて
いる。

【００５２】第１は、測量用のレベル測定機20であり、
このレベル測定機20は、図２に示すように、電子式レベ
ル30と、ビーム位置検出機40とから構成されている。上
記電子式レベル30は、図１，２に示すように、そのビー
ム照射部31から水平面内で掃引されるレーザービームを
照射する。前記ビーム位置検出機40は、図１，２に示す
ように、電子式レベル30のビーム照射部31から照射され
たレーザービームの高さ位置を検出するレベルセンサー
41を有する。

【００５３】なお、図面に示した実施例のものでは、ビ
ーム位置検出機40の高さ方向に複数段のレベルセンサー
41を配置して、レーザービームの照射位置を直接、レベ
ルセンサー41により検出しているが、これに限らず、図
示しないが、レーザービームをバーコード等に照射し、
その照射位置を電子式レベル30側に配置したビーム位置
検出機40により遠隔的に読みとるようにしても良い。

【００５４】第２は、汎地球測位システム（以下「ＧＰ
Ｓ」という。）を用いた複数のＧＰＳ測量機であり、こ
れらのＧＰＳ測量機は、図１，２に示すように、例えば
１台の基準局側のＧＰＳ測量機50と、例えば１台の測定
局側のＧＰＳ測量機60とから構成されている。なお、基
準局側・測定局側のＧＰＳ測量機50,60を各々１台とし
たが、これに限らず各々複数台使用しても良い。

【００５５】上記各基準局側・測定局側のＧＰＳ測量機
50,60は、ＧＰＳ本体51,61と、ＧＰＳアンテナ52,62と
からそれぞれ構成されている。 （レベル測定機：電子式レベル）電子式レベル30は、図
２に示すように、三脚32により支持され、基準局側のＧ
ＰＳ測量機50が脱着可能に装着されている。

【００５６】上記基準局側ＧＰＳ測量機50のＧＰＳ本体
51は、図２に示すように、電子式レベル30の側面に、連
結手段としてのコネクタ33を介して脱着可能に装着され
ている。なお、基準局側ＧＰＳ測量機50の単独使用を考
慮して、ＧＰＳ本体51を脱着可能としたが、これに限ら
ず、電子式レベル30に取り外し不能に固定しても良い。

【００５７】また、基準局側ＧＰＳ測量機50のＧＰＳア
ンテナ52も、図示しないが、電子式レベル30の上方に脱
着可能に装着されている。なお、基準局側ＧＰＳ測量機
50の単独使用を考慮して、ＧＰＳアンテナ52も脱着可能
としたが、これに限らず、電子式レベル30に取り外し不
能に固定しても良い。

【００５８】そして、電子式レベル30の機械中心と、Ｇ
ＰＳアンテナ52とのＸＹ軸を同一に揃え、Ｚ軸方向の値
をオフセット値h1として用いている。ここで、ＸＹ軸は
水平面内に設定した直交座標系の軸であり、例えば＋Ｘ
方向を東方向、＋Ｙ方向を北方向とする。また、これら
と直交するＺ軸は、高さ方向である。

【００５９】勿論、測点Ａに対する電子式レベル30の機
械中心とＧＰＳアンテナ52との相対位置がわかれば良
く、ｘｙｚの３軸方向にオフセット値を持つようにして
も良い。本実施例では、オフセット値h1として、図２に
示すように、電子式レベル30のビーム照射部31からＧＰ
Ｓアンテナ52間の高さを用いている。

【００６０】上記オフセット値h1に、図２に示すよう
に、電子式レベル30のビーム照射部31から三脚32の接地
面間のビーム高h2を加えた値が、ＧＰＳアンテナ52のア
ンテナ高h3となる。また、電子式レベル30の側面には、
図２に示すように、バッテリー等の電源部34が着脱機構
101により脱着可能に装着され、この電源部34を、ＧＰ
Ｓ本体51と共用している。 （レベル測定機：ビーム位置検出機）ビーム位置検出器
40は、図２に示すように、ポール42により支持され、測
定局側ＧＰＳ測量機60が脱着可能に装着されている。

【００６１】上記測定局側ＧＰＳ測量機60のＧＰＳ本体
61は、図２に示すように、ビーム位置検出器40の側面
に、連結手段としてのコネクタ44を介して脱着可能に装
着されている。なお、測定局側ＧＰＳ測量機60の単独使
用を考慮して、ＧＰＳ本体61を脱着可能としたが、これ
に限らず、ビーム位置検出器40に取り外し不能に固定し
ても良い。また、測定局側ＧＰＳ本体61を、トータルス
テーションや測量用ポール等に装着できるようにしても
良い。

【００６２】また、測定局側ＧＰＳ測量機60のＧＰＳア
ンテナ62も、ビーム位置検出器40の上方に着脱機構100
により脱着可能に装着されている。なお、測定局側ＧＰ
Ｓ測量機60の単独使用を考慮して、ＧＰＳアンテナ62も
脱着可能としたが、これに限らず、ビーム位置検出器40
に取り外し不能に固定しても良い。また、ＧＰＳアンテ
ナ62を、トータルステーションや測量用ポール等に装着
できるようにしても良い。

【００６３】そして、ビーム位置検出器40の機械中心
と、ＧＰＳアンテナ62とのＸＹ軸を同一に揃え、Ｚ軸方
向の値をオフセット値h4として用いている。勿論、測点
Ｂに対するビーム位置検出器40の機械中心とＧＰＳアン
テナ62との相対位置がわかれば良く、ｘｙｚの３軸方向
にオフセット値を持つようにしても良い。

【００６４】本実施例では、オフセット値h4として、図
２に示すように、ビーム位置検出機構40の高さ測定基準
位置43からＧＰＳアンテナ62間の高さを用いている。上
記オフセット値h4に、図２に示すように、ポール42の全
長であるポール高h5と、ポール42の上端から高さ測定基
準位置43までの高さh7とを加えた値が、アンテナ高h6と
なる。

【００６５】レベルセンサー41は、図３に示すように、
高さ測定器基準位置43を中心に上下方向に多段に配置さ
れている。そして、高さ測定器基準位置43からポール42
の上端間での高さが、センサー高h7として予め設定され
ている。このため、レーザービームの照射位置に位置す
るレベルセンサー41と、高さ測定器基準位置43間の高さ
の差が、レベル測定値となる。

【００６６】そして、レベル測定値に、ポール高h5、セ
ンサー高h7を加えることで、レーザービームの照射位置
の高さが演算できる。同様に、これらにＧＰＳアンテナ
62のオフセット値h4を加えることで、ＧＰＳアンテナ62
のＺ軸方向の座標値が演算できる。また、ビーム位置検
出器40の側面には、図２に示すように、バッテリー等の
電源部45が脱着可能に装着され、この電源部45を、ＧＰ
Ｓ本体61と共用している。

【００６７】つぎに、図１を用いて、ビーム位置検出器
40の制御回路について説明する。上記制御回路は、マイ
クロコンピュータを中心に構成され、メインＣＰＵ70の
ほか、図示しないが、プログラムを記憶したＲＯＭやＲ
ＡＭ等のメモリ群を備えている。上記メインＣＰＵ70の
入力側には、図１に示すように、入力手段としてのＩ／
Ｏ71が接続されている。

【００６８】上記Ｉ／Ｏ71には、図１に示すように、光
通信ケーブル80を介して測定局側ＧＰＳ本体61が接続さ
れ、さらに入力キー72、レベルセンサー41がそれぞれ接
続されている。なお、図示しないが、光通信ケーブル80
に変えて、無線通信を用いても良い。上記入力キー72か
らは、各種の設定値、例えばＧＰＳアンテナ62のオフセ
ット値h4、ポール高h5、センサー高h7等が入力できる。

【００６９】また、メインＣＰＵ70の出力側には、図１
に示すように、出力手段73が接続されている。上記出力
手段73は、図１に示すように、表示部74、外部通信部75
から構成されている。上記表示部74は、図示しないが、
例えば液晶等のディスプレーを用いているが、これに限
らず、ブラウン管や７セグメント等を用いても良い。

【００７０】前記外部通信手段75は、例えばＩＣカード
等を使用するが、これに限らず、ＦＤ、ＭＤ等の記録媒
体を使用したり、或いは周辺機器とケーブルで直接接続
しても良いし、或いは無線通信できるようにしても良
い。一方、前記メインＣＰＵ70は、ＲＯＭに記憶された
プログラムを実行することで、座標合成変換手段として
機能する。

【００７１】すなわち、メインＣＰＵ70には、測定局側
ＧＰＳ本体61から送出された、例えば日本測地系のＧＰ
Ｓ測量座標値（経度ψ、緯度φ、標高ｈ）と、レベルセ
ンサー41からのレベル測定値とを、合成して単一の座標
系の合成座標値、例えば日本測地系のＧＰＳ測量座標値
（経度ψ、緯度φ、標高ｈ）に変換している。すなわ
ち、本実施例では、座標合成時に、ＸＹ軸方向の座標合
成に、測定局側ＧＰＳ本体61から送出される経度ψ、緯
度φを用い、Ｚ軸方向の座標合成に、レベルセンサー41
からのレベル測定値を標高に変換した標高値ｈを用いて
いる。

【００７２】なお、合成座標値として、例えば日本測地
系のＧＰＳ測量座標値に変換したが、これに限らず、他
の測地系、ベッセル系、ローカル系の合成座標値に変換
しても良い。また、測定局側ＧＰＳ本体61から送出され
た座標値も、日本測地系のＧＰＳ測量座標値に限らず、
例えばＷＧＳ−８４系のＧＰＳ座標値（ｄｘ，ｄｙ，ｄ
ｚ）であって良く、ＷＧＳ−８４系のＧＰＳ座標値を、
メインＣＰＵ70で、例えば日本測地系のＧＰＳ測量座標
値に変換後、座標合成しても良い。

【００７３】一方、電源部45は、図３に示すように、測
定局側ＧＰＳ本体61と共用し、ビーム位置検出器40内に
は、電源制御手段76を備えている。 （基準局側ＧＰＳ本体）基準局側ＧＰＳ本体51は、図１
に示すように、受信手段53、デジタル処理部54、入力キ
ー55、データ無線部56を備える。

【００７４】上記受信手段53は、図１に示すように、Ｇ
ＰＳアンテナ52からの受信データを入力し、高周波部57
と、中間周波部58とから構成されている。前記デジタル
処理部54は、図１に示すように、受信手段53の中間周波
部58から入力した受信データをアナログ／デジタル変換
している。前記入力キー55からは、測点Ａの座標値、Ｇ
ＰＳアンテナ52のオフセット値、電子式レベル30のビー
ム照射部31のビーム高h2等が入力できる。

【００７５】なお、図２に示す測点Ａが未知点の場合に
は、既知点の座標値から別途、測量し、測点Ａの座標値
を求める。前記データ無線部56は、図１に示すように、
デジタル処理部54によりデジタル変換されたＧＰＳ測定
値、入力キー55から入力された各種の設定値が、無線通
信により測定局側ＧＰＳ本体61に送出される。 （測定局側ＧＰＳ本体）測定局側ＧＰＳ本体61は、図１
に示すように、受信手段63、デジタル処理部64、データ
無線部65、基線解析手段66、ＧＰＳ座標変換手段67を備
える。

【００７６】上記受信手段63は、図１に示すように、Ｇ
ＰＳアンテナ62からの受信データを入力し、大別する
と、高周波部68と、中間周波部69とから構成されてい
る。前記デジタル処理部64は、図１に示すように、受信
手段63の中間周波部69から入力した受信データをアナロ
グ／デジタル変換している。前記基線解析手段66は、図
１に示すように、デジタル処理部64から入力した基準局
側のＧＰＳ測定値と、基準局側ＧＰＳ本体51から無線通
信され、データ無線部65を介して入力された基準局側の
ＧＰＳ測定値とを基線解析し、例えばＷＧＳ−８４系の
ＧＰＳ座標値に変換する。

【００７７】このとき、基準局側ＧＰＳ本体51の入力キ
ー55で入力された各種の設定値、並びにビーム位置検出
機40の入力キー72により入力され、光通信ケーブル80を
介して入力する各種の設定値も使用される。前記ＧＰＳ
座標変換手段67は、図１に示すように、基線解析手段66
から送出された、例えばＷＧＳ−８４系のＧＰＳ座標値
を、例えば日本測地系のＧＰＳ測量座標値（経度ψ、緯
度φ、標高ｈ）に変換している。

【００７８】なお、ＧＰＳ座標変換手段67により、ＧＰ
Ｓ座標値を、例えば日本測地系のＧＰＳ測量座標値に変
換したが、これに限らず、他の測地系、ベッセル系、ロ
ーカル系のＧＰＳ測量座標値に変換しても良い。また、
ＧＰＳ座標変換手段67を、測定局側ＧＰＳ本体61内に設
けたが、これに限らず、ビーム位置検出機40内に設けて
も良い。さらに、基線解析手段66を、測定局側ＧＰＳ本
体61内に設けたが、これに限らず、ビーム位置検出機40
内に設けても良い。 （メインフロー）つぎに、図４〜８に示したフローを用
いて、ＧＰＳ測定値の座標変換について説明する。

【００７９】本実施例では、干渉測位方式として、キネ
マティック測位を採用している。まず、図４を用いて、
メインフローを説明する。すなわち、図４に示すよう
に、第１のステップＳ１０で、衛星電波サーチ、航法メ
ッセージを取得する。第１のステップＳ１０終了後、図
４に示すように、第２のステップＳ２０に進み、捕捉衛
星を決定する。捕捉衛星決定後、図４に示すように、第
２のステップＳ２０から第３のステップＳ３０に進み、
基準局側ＧＰＳ測量機50の衛星電波の位相データを取得
する。取得した位相データは、測定局側ＧＰＳ本体61に
無線通信され、そのメモリ（図示せず）に格納される。

【００８０】つぎに、第４のステップＳ４０では、図４
に示すように、測定局側ＧＰＳ測量機60の衛星電波の位
相データを取得する。取得した位相データは、測定局側
ＧＰＳ本体61のメモリ（図示せず）に格納される。な
お、第３，第４のステップＳ３０，Ｓ４０は、図４に示
したフローでは前後しているが、基準局側・測定局側Ｇ
ＰＳ測量機50,60とを同期させ、同時に衛星電波の位相
データを取得している。

【００８１】その後、図４に示すように、第５のステッ
プＳ５０に進み、基線解析処理が行われる。上記基線解
析処理は、図１に示すように、測定局側ＧＰＳ本体61内
の基線解析手段66により処理される。上記基線解析手段
66は、基準局側・測定局側ＧＰＳ測量機50,60の位相デ
ータ、並びに基準局側ＧＰＳ測量機50の予め入力された
既知点としての測点Ａの座標、航法メッセージ等にもと
づいて、例えばＷＧＳ−８４系のＧＰＳ座標値（ｄｘ，
ｄｙ，ｄｚ）と分散値λとを演算する。

【００８２】上記基線解析処理後、図４に示すように、
次の第６のステップＳ６０に進み、基線解析処理により
得た解（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，λ）を、測定局側ＧＰＳ本
体61内のメモリ（図示せず）に格納する。つぎに、図４
に示すように、第７のステップＳ７０に進み、解のＧＯ
／ＮＧ判定を行っている。

【００８３】具体的には、分散λの値が、規定値より小
さい場合には、「ＧＯ」と判定され、図４に示すよう
に、第７のステップＳ７０から次の第８のステップＳ８
０に進む。上記第８のステップＳ８０では、解（ｄｘ，
ｄｙ，ｄｚ，λ）の座標変換を行う。

【００８４】上記座標変換は、図１に示すように、測定
局側ＧＰＳ本体61内のＧＰＳ座標変換手段67により処理
される。上記ＧＰＳ座標変換手段67は、基線解析手段66
から送出された、例えばＷＧＳ−８４系のＧＰＳ座標値
（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ）を、例えば測地系、ベッセル系、
ローカル系のＧＰＳ測量座標値に変換する。

【００８５】本実施例では、ＧＰＳ座標変換手段67によ
り、ＷＧＳ−８４系のＧＰＳ座標値（ｄｘ，ｄｙ，ｄ
ｚ）を、例えば日本測地系のＧＰＳ測量座標値（経度
ψ、緯度φ、標高ｈ）に変換している。上記座標変換
後、図４に示すように、次の第９のステップＳ９０に進
み、日本測地系のＧＰＳ測量座標値（経度ψ、緯度φ、
標高ｈ）を出力する。

【００８６】本実施例では、図１に示すように、ＧＰＳ
座標変換手段67から光通信ケーブル80を介して、日本測
地系のＧＰＳ測量座標値（経度ψ、緯度φ、標高ｈ）を
ビーム位置検出機40に送信している。一方、先に説明し
た第７のステップＳ７０において、分散λの値が、規定
値より大きい場合には、「ＮＧ」と判定され、図４に示
すように、第７のステップＳ７０から先の第３のステッ
プＳ３０に戻り、基準局側・測定局側ＧＰＳ測量機50,6
0の位相データを再度、取得する。 （衛星電波サーチ、航法メッセージ取得）つぎに、図４
の第１のステップＳ１０の衛星電波サーチ、航法メッセ
ージ取得について、図５を用いて説明する。

【００８７】まず、第１のステップＳ１１では、図５に
示すように、衛星の仰角が計算される。つぎに、第２の
ステップＳ１２に進み、図５に示すように、衛星の選
択、並びにＰＮ（疑似雑音符号）の割り当てが行われ
る。その後、第３のステップＳ１３に進み、図５に示す
ように、ドップラーシフト計算、並びにロック周波数の
設定が行われる。

【００８８】つぎに、第４のステップＳ１４に進み、図
５に示すように、衛星をロックをしているか否かの判定
が行われる。その結果、衛星をロックしている場合に
は、図５に示すように、第４のステップＳ１４から次の
第５のステップＳ１５に進み、航法メッセージ（衛星位
置、時刻情報）を取得する。

【００８９】これに対し、衛星をロックしていない場合
には、図５に示すように、第４のステップＳ１４から先
の第１のステップＳ１１に戻り、次の衛星を選択し、ロ
ックするまで処理を繰り返す。 （捕捉衛星決定）つぎに、図４の第２のステップＳ２０
の捕捉衛星決定について、図６を用いて説明する。

【００９０】まず、第１のステップＳ２１では、図６に
示すように、衛星の仰角が計算される。つぎに、第２の
ステップＳ２２に進み、図６に示すように、受信可能な
衛星（ＭＡＸ）を選択する。本実施例では、１２チャン
ネルの受信機を使用しているため、ＭＡＸ＝１２と設定
している。

【００９１】その後、第３のステップＳ２３に進み、図
６に示すように、ドップラーシフト量を計算する。つぎ
に、第４のステップＳ２４に進み、図６に示すように、
受信可能な衛星のうち、一番目の衛星（ｎ＝１）を選択
する。その後、第５ステップＳ２５に進み、図６に示す
ように、一番目の衛星（ｎ＝１）に対応するチャンネル
Ｎにロック周波数を設定する。

【００９２】つぎに、第６ステップＳ２６に進み、図６
に示すように、当該一番目の衛星（ｎ＝１）がロックさ
れているか否かの判定が行われる。その結果、ロックし
ている場合には、図６に示すように、次の第７のステッ
プＳ２７に進み、受信可能な１２個の衛星が全て選択さ
れているか否か、すなわちｎ＝ＭＡＸの判定が行われ
る。

【００９３】その結果、受信可能な１２個の衛星が全て
選択されていない場合、すなわち、ｎ≠ＭＡＸの場合に
は、図６に示すように、次の第８のステップＳ２８に進
み、次の衛星（ｎ＝１＋１）が選択される。その後、図
６に示すように、第８のステップＳ２８から先の第５の
ステップＳ２５に戻り、受信可能な１２個の全ての衛星
が選択されるまで、すなわちｎ＝ＭＡＸとなるまで処理
を繰り返し、ｎ＝ＭＡＸとなると、当該処理を抜ける。

【００９４】これに対し、先の第６ステップＳ２６にお
いて、図６に示すように、当該一番目の衛星（ｎ＝１）
がロックされていない場合には、第９のステップＳ２９
に進む。上記第９のステップＳ２９では、図６に示すよ
うに、所定時間を経過したか否かが判定される。当該判
定はスキップ処理のためのステップであり、所定時間中
は、先の第６ステップＳ２６に戻り、ロックの判定を繰
り返す。

【００９５】これに対し、所定時間経過後は、図６に示
すように、第９のステップＳ２９から第８のステップＳ
２８に進み、当該衛星をスキップして、次の衛星のロッ
クを開始する。例えば、受信可能な衛星数、すなわち、
ＭＡＸ＝１２としても、実際に木や建物等があってロッ
クできない衛星もある。このため、実測できた衛星数
は、ＭＡＸ≧ｍａｘ、例えばｍａｘ＝８と仮定する。 （基準局側ＧＰＳ測量機の衛星電波の位相データ取得）
つぎに、図４の第３のステップＳ３０の基準局側ＧＰＳ
測量機50の衛星電波の位相データ取得について、図７を
用いて説明する。

【００９６】まず、第１のステップＳ３１では、図７に
示すように、タイマ割り込み待ちを行う。これは、カウ
ンタに位相データが蓄積されるのを待つ処理で、例えば
コンマ５秒待っている。その後、第２のステップＳ３２
に進み、図７に示すように、１〜ｍａｘ番目のタイマを
ラッチする。ｍａｘは、実測できた衛星数であり、例え
ばｍａｘ＝８と仮定している。

【００９７】つぎに、第３のステップＳ３３に進み、図
７に示すように、一番目の衛星に対応するカウンタ（ｎ
＝１）を選択する。なお、基準局側ＧＰＳ本体51内に
は、図示しないが、少なくともｍａｘ＝８個のカウンタ
が内蔵されている。つぎに、第４のステップＳ３４に進
み、図７に示すように、選択された一番目の衛星に対応
するカウンタ（ｎ＝１）からカウンタ値を読み出す。

【００９８】その後、第５のステップＳ３５に進み、図
７に示すように、読み出したカウンタ値を、図示しない
が、基準局側ＧＰＳ本体51のメモり内に格納する。メモ
リに格納後、第６のステップＳ３６に進み、図７に示す
ように、８個の衛星が全て選択されているか否か、すな
わちｎ＝ｍａｘの判定が行われる。その結果、８個の衛
星が全て選択されていない場合には、図７に示すよう
に、次の第７のステップＳ３７に進み、次の衛星（ｎ＝
１＋１）が選択される。

【００９９】その後、図７に示すように、第７のステッ
プＳ３７から先の第４のステップＳ３４に戻り、８個の
全ての衛星が選択されるまで、すなわちｎ＝ｍａｘとな
るまで処理を繰り返し、ｎ＝ｍａｘとなると、当該処理
を抜ける。 （基線解析処理）つぎに、図４の第５のステップＳ５０
の基線解析処理について、図８を用いて説明する。

【０１００】上記基線解析処理は、図１に示すように、
測定局側ＧＰＳ本体61内の基線解析処理手段66により行
われる。まず、第１のステップＳ５１に進み、図８に示
すように、基準局側ＧＰＳ測量機50の位相データをワー
キングエリア内に格納する。すなわち、先に説明した図
７の第５のステップＳ３５でメモリ内に格納した基準局
側ＧＰＳ測量機50の位相データを読み出し、図示しない
が、測定局側ＧＰＳ本体61のワーキングエリア内に格納
する。

【０１０１】つぎに、第２のステップＳ５２に進み、図
８に示すように、測定局側ＧＰＳ測量機60の位相データ
をワーキングエリア内に格納する。すなわち、先に説明
した図１０の第３のステップＳ４３でメモリ内に格納し
た測定局側ＧＰＳ測量機60の位相データを読み出し、図
示しないが、測定局側ＧＰＳ本体61のワーキングエリア
内に格納する。

【０１０２】その後、第３のステップＳ５３に進み、図
８に示すように、航法メッセージをワーキングエリア内
に格納する。すなわち、先に説明した図５の第５のステ
ップＳ１５で取得した航法メッセージを、図示しない
が、測定局側ＧＰＳ本体61のワーキングエリア内に格納
する。つぎに、第４のステップＳ５４に進み、図８に示
すように、測点Ａの座標をワーキングエリア内に格納す
る。

【０１０３】なお、第１〜第４のステップＳ５１〜Ｓ５
４は、図８に示した手順に限らず、いずれの手順で処理
しても良い。その後、第５のステップＳ５５に進み、図
８に示すように、疑似距離計算による観測時刻，受信点
位置を修正する。つぎに、第６のステップＳ５６に進
み、図８に示すように、サイクルスリップの編集を行
う。

【０１０４】その後、第７のステップＳ５７に進み、図
８に示すように、二重差による基線ベクトルの推定を行
い、解としての３次元直交座標値（ｄｘ，ｄｙ，ｄ
ｚ）、解の分散値（λ）を得る。つぎに、第８のステッ
プＳ５８に進み、図８に示すように、先の第７のステッ
プＳ５７で得た解としての３次元直交座標値（ｄｘ，ｄ
ｙ，ｄｚ）及び解の分散値（λ）を、図示しないが、測
定局側ＧＰＳ本体61のメモり内に格納する。 （第２実施例）図９，１０は、本発明の実施の形態の第
２実施例を示すものである。

【０１０５】図９は、測量装置の概略を示すブロック
図、図１０は図９の測量装置のコネクターの説明図であ
る。本第２実施例の特徴は、図９に示すように、測定局
側ＧＰＳ本体61内で、座標合成を行うようにした点にあ
る。 （第２実施例：測定局側ＧＰＳ本体61）つぎに、図９を
用いて、測定局側ＧＰＳ本体61の制御回路について説明
する。

【０１０６】上記制御回路は、マイクロコンピュータを
中心に構成され、メインＣＰＵ90のほか、図示しない
が、プログラムを記憶したＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ群
を備えている。上記メインＣＰＵ90の入力側には、図９
に示すように、入力手段91が接続されている。

【０１０７】上記入力手段91は、図９に示すように、Ｉ
／Ｏ92、データ無線部65から構成されている。上記Ｉ／
Ｏ92には、図９に示すように、受信手段63、入力キー9
3、光通信ケーブル80を介してビーム位置検出機40がそ
れぞれ接続されている。なお、図示しないが、上記光通
信ケーブル80に変えて、無線通信を用いても良い。

【０１０８】上記受信手段63からは、図９に示すよう
に、その中間周波部69からＧＰＳ測定値が入力される。
上記入力キー93からは、各種の設定値、例えばＧＰＳア
ンテナ62のオフセット値h4、ポール高h5、センサー高h7
等が入力できる。前記ビーム位置検出機40からは、図９
に示すように、レベルセンサー41からデジタル処理手段
46を介してデジタル化されたレベル測定値が入力され
る。

【０１０９】また、メインＣＰＵ90の出力側には、図９
に示すように、出力手段95が接続されている。上記出力
手段95は、図９に示すように、表示部96、外部通信部97
から構成されている。上記表示部96は、図示しないが、
例えば液晶等のディスプレーを用いているが、これに限
らず、ブラウン管や７セグメント等を用いても良い。

【０１１０】前記外部通信手段97は、例えばＩＣカード
等を使用するが、これに限らず、ＦＤ、ＭＤ等の記録媒
体を使用したり、或いは周辺機器とケーブルで直接接続
しても良いし、或いは無線通信できるようにしても良
い。一方、前記メインＣＰＵ90は、ＲＯＭに記憶された
プログラムを実行することで、図９に示すように、基線
解析手段66、ＧＰＳ座標変換手段67、座標合成変換手段
94として機能する。

【０１１１】すなわち、座標合成変換手段94は、図９に
示すように、ＧＰＳ座標変換手段67から出力された、例
えば日本測地系のＧＰＳ測量座標値（経度ψ、緯度φ、
標高ｈ）と、レベルセンサー41からのレベル測定値と
を、合成して単一の座標系の合成座標値、例えば日本測
地系のＧＰＳ測量座標値（経度ψ、緯度φ、標高ｈ）に
変換している。

【０１１２】すなわち、本実施例では、座標合成時に、
ＸＹ軸方向の座標合成に、ＧＰＳ座標変換手段67から出
力される経度ψ、緯度φを用い、Ｚ軸方向の座標合成
に、レベルセンサー41からのレベル測定値を標高に変換
した標高値ｈを用いている。なお、合成座標値として、
例えば日本測地系のＧＰＳ測量座標値に変換したが、こ
れに限らず、他の測地系、ベッセル系、ローカル系の合
成座標値に変換しても良い。

【０１１３】一方、電源部45は、図１０に示すように、
ビーム位置検出器40と共用し、測定局側ＧＰＳ本体61内
には、電源制御手段98を備えている。本第２実施例によ
れば、先に説明した第１実施例のものと比較して、ビー
ム位置検出器40の構造を簡便にでき、ビーム位置検出器
40の小型・軽量化を図ることができる。

【０１１４】なお、本第２実施例において、先に説明し
た第１実施例のもの同一構成部分については、同一符号
を付してその具体的な説明は省略する。

【０１１５】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。請求項１
記載の発明によれば、次のような効果を奏する。すなわ
ち、請求項１記載の発明によれば、ＧＰＳ測量機の測定
データを、レベル測定機の測定データを用いて補正する
ことで、測定精度を向上することができる。

【０１１６】請求項２記載の発明によれば、上記した請
求項１記載の発明の効果に加え、次のような効果を奏す
る。すなわち、請求項２記載の発明によれば、ビーム位
置検出機と測定局側のＧＰＳ測量機との間に一定のオフ
セット値を持たせることで、測定結果の補正の迅速化を
図ることができる。

【０１１７】請求項３記載の発明によれば、上記した請
求項１又は２記載の発明の効果に加え、次のような効果
を奏する。すなわち、請求項３記載の発明によれば、ビ
ーム位置検出機と測定局側のＧＰＳ測量機とを脱着可能
とすることで、両者の単独使用に加え、搬送・保管の効
率化を図ることができる。

【０１１８】請求項４記載の発明によれば、上記した請
求項１〜３のいずれか１項に記載の発明の効果に加え、
次のような効果を奏する。すなわち、請求項４記載の発
明によれば、レベル測定機側で、ＧＰＳ測量機の測定デ
ータとの座標合成をすることができる。このため、ＧＰ
Ｓ測量機の小型・軽量化が可能である。

【０１１９】請求項５記載の発明によれば、上記した請
求項１〜３のいずれか１項に記載の発明の効果に加え、
次のような効果を奏する。すなわち、請求項５記載の発
明によれば、請求項４記載の発明とは逆に、ＧＰＳ測量
機側で、レベル測定機の測定データとの座標合成をする
ことができる。このため、レベル測定機の小型・軽量化
が可能である。

【０１２０】請求項６記載の発明によれば、上記した請
求項１〜５のいずれか１項に記載の発明の効果に加え、
次のような効果を奏する。すなわち、請求項６記載の発
明によれば、測定局側のＧＰＳ測量機で、ＧＰＳ座標値
の変換ができるようにしたものである。このため、レベ
ル測定機の一層の小型・軽量化が可能である。

【０１２１】請求項７〜１０記載の発明によれば、次の
ような効果を奏する。すなわち、請求項７〜１０記載の
発明によれば、レベル測定機側とＧＰＳ測量機との間の
通信に、各種通信を用いることができる。請求項１１記
載の発明によれば、上記した請求項４〜１０のいずれか
１項に記載の発明の効果に加え、次のような効果を奏す
る。

【０１２２】すなわち、請求項１１記載の発明によれ
ば、座標合成時にレベル測定機の測定データを用いるこ
とで、高さ方向の測定精度を向上することができる。請
求項１２記載の発明によれば、上記した請求項１〜１１
のいずれか１項に記載の発明の効果に加え、次のような
効果を奏する。すなわち、請求項１２記載の発明によれ
ば、レベル測定機とＧＰＳ測量機との電源部を共用化す
ることで、電源部の保守・管理の効率化を図ることがで
きる。

【０１２３】請求項１３記載の発明によれば、上記した
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の発明の効果に加
え、次のような効果を奏する。すなわち、請求項１３記
載の発明によれば、電子式レベルと基準局側のＧＰＳ測
量機とを脱着可能とすることで、両者の単独使用に加
え、搬送・保管の効率化を図ることができる。

【０１２４】請求項１４記載の発明によれば、上記した
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の発明の効果に加
え、次のような効果を奏する。すなわち、請求項１４記
載の発明によれば、電子式レベルと基準局側のＧＰＳ測
量機との間に一定のオフセット値を持たせることで、測
定結果の補正の迅速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】測量装置の概略を示すブロック図である。

【図２】測量装置の概略図である。

【図３】コネクターの説明図である。

【図４】信号処理のメインフローである。

【図５】図４の衛星電波サーチ、航法メッセージ取得の
サブルーチンを示すフローである。

【図６】図４の捕捉衛星決定のサブルーチンを示すフロ
ーである。

【図７】図４の第１ＧＰＳ受信機の衛星電波の位相デー
タ取得のサブルーチンを示すフローである。

【図８】図４の基線解析処理のサブルーチンを示すフロ
ーである。

【図９】本発明の第２実施例を示し、測量装置の概略を
示すブロック図である。

【図１０】図９の測量装置のコネクターの説明図であ
る。

【符号の説明】

10 測量装置 20 レベル測定機 30 電子式レベル 31 ビーム照射部 32 三脚 33 コネクター 34 電源部 40 ビーム位置検出機 41 レベルセンサー 42 ポール 43 ビーム位置検出機構の高さ測定器基準位置 44
コネクター 45 電源部 46 デジタル処理部（第
２実施例） 50 基準局側ＧＰＳ測量機 51 ＧＰＳ本体 52 ＧＰＳアンテナ 53 受信手段 54 デジタル処理部 55 入力キー 56 データ無線部 57 高周波部 58 中間周波部 60 測定局側ＧＰＳ測量
機 61 ＧＰＳ本体 62 ＧＰＳアンテナ 63 受信手段 64 デジタル処理部 65 データ無線部 66 基線解析手段 67 ＧＰＳ座標変換手段 68 高周波部 69 中間周波部 70 メインＣＰＵ（座標
合成変換手段） 71 Ｉ／Ｏ（入力手段） 72 入力キー 73 出力手段 74 表示部 75 外部通信部 76 電源制御手段 80 光通信ケーブル 90 メインＣＰＵ（第２
実施例） 91 入力手段 92 Ｉ／Ｏ 93 入力キー 94 座標合成手段 95 出力手段 96 表示部 97 外部通信部 98 電源制御手段 100 着脱機構 101 着脱機構 h1 オフセット値 h2 ビーム高 h3 アンテナ高 h4 オフセット値 h5 ポール高 h6 アンテナ高 h7 センサー高

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今泉 義信 東京都千代田区丸の内３−２−３ 株式会 社ニコン内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザービームを水平面内で掃引される
   電子式レベル、及び前記レーザービームの高さ位置を検
   出するビーム位置検出機を含むレベル測定機と、 汎地球測位システムを用いるとともに、少なくとも１台
   の基準局側、及び少なくとも１台の測定局側を含む複数
   のＧＰＳ測量機とを備えた汎地球測位システムを用いた
   測定装置において、 前記ビーム位置検出機には、前記測定局側のＧＰＳ測量
   機を設け、 前記基準局側及び前記測定局側のＧＰＳ測量機から出力
   されるＧＰＳデータを、前記ビーム位置検出機から出力
   されるレベルデータを用いて補正するようにしたことを
   特徴とする汎地球測位システムを用いた測量装置。
2. 【請求項２】 前記ビーム位置検出機には、前記ビーム
   位置検出機の高さ測定基準位置と、前記測定局側のＧＰ
   Ｓ測量機の座標測定基準位置とが、一定のオフセット値
   を持つように、前記測定局側のＧＰＳ測量機を設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載の汎地球測位システムを用
   いた測量装置。
3. 【請求項３】 前記ビーム位置検出機と前記測定局側の
   ＧＰＳ測量機との間には、前記測定局側のＧＰＳ測量機
   を前記ビーム位置検出機に脱着可能に連結する連結手段
   を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
   汎地球測位システムを用いた測量装置。
4. 【請求項４】 前記ビーム位置検出機には、前記ＧＰＳ
   データを入力する入力手段と、 前記入力手段により入力したＧＰＳデータと前記レベル
   データとを合成して単一の合成座標値を求める座標合成
   変換手段と、 前記座標合成変換手段により変換された合成座標値を出
   力する出力手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか１項に記載の汎地球測位システムを用いた
   測量装置。
5. 【請求項５】 前記測定局側のＧＰＳ測量機には、前記
   レベルデータを入力する入力手段と、 前記入力手段により入力したレベルデータと前記ＧＰＳ
   データとを合成して単一の合成座標値を求める座標合成
   変換手段と、 前記座標合成変換手段により変換された合成座標値を出
   力する出力手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか１項に記載の汎地球測位システムを用いた
   測量装置。
6. 【請求項６】 前記測定局側のＧＰＳ測量機には、前記
   基準局側及び前記測定局側のＧＰＳ測量機により測定し
   た測定値をＧＰＳ座標値に変換するＧＰＳ座標変換手段
   を備え、 前記ビーム位置検出機の前記入力手段には、前記ＧＰＳ
   座標変換手段により変換されたＧＰＳ座標値を入力する
   ようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１
   項に記載の汎地球測位システムを用いた測量装置。
7. 【請求項７】 前記ビーム位置検出機の前記入力手段に
   は、前記ＧＰＳデータをデジタルデータ通信により入力
   するようにしたことを特徴とする請求項４又は請求項６
   記載の汎地球測位システムを用いた測量装置。
8. 【請求項８】 前記測定局側のＧＰＳ測量機の前記入力
   手段には、前記レベルデータをデジタルデータ通信によ
   り入力するようにしたことを特徴とする請求項５記載の
   汎地球測位システムを用いた測量装置。
9. 【請求項９】 前記デジタルデータ通信には、光通信ケ
   ーブルを用いたことを特徴とする請求項７又は請求項８
   記載の汎地球測位システムを用いた測量装置。
10. 【請求項１０】 前記デジタルデータ通信には、無線通
    信を用いたことを特徴とする請求項７又は請求項８記載
    の汎地球測位システムを用いた測量装置。
11. 【請求項１１】 前記座標合成変換手段においては、Ｘ
    Ｙ軸方向の座標変換に前記ＧＰＳデータを用い、Ｚ軸方
    向の座標変換にレベルデータを用いたことを特徴とする
    請求項４〜１０のいずれか１項に記載の汎地球測位シス
    テムを用いた測量装置。
12. 【請求項１２】 前記ビーム位置検出機と前記測定局側
    のＧＰＳ測量機との間において、電源部を共用したこと
    を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の汎
    地球測位システムを用いた測量装置。
13. 【請求項１３】 前記電子式レベルと前記基準局側のＧ
    ＰＳ測量機との間には、前記基準局側のＧＰＳ測量機を
    前記電子式レベルに脱着可能に連結する連結手段を設け
    たことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記
    載の汎地球測位システムを用いた測量装置。
14. 【請求項１４】 前記電子式レベルには、前記電子式レ
    ベルの高さ基準位置と、前記基準局側のＧＰＳ測量機の
    座標測定基準位置とが、一定のオフセット値を持つよう
    に、前記基準局側のＧＰＳ測量機を設けたことを特徴と
    する請求項１〜１３のいずれか１項に記載の汎地球測位
    システムを用いた測量装置。