JPS5953484B2 - 地形上の諸点を測量するための水準測量装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各地形の測量、特に測量法に用いるために前記
各地形上の高度を測定するための水準測量装置に関し、
この装置においては、距離測定装置がそれぞれの地点に
対して測定用ビームを放射し、それにより測定さるべき
各地点上に配置されたそれぞれの手段に対して水平の測
定線を生じさせるようになっている。

各地点の測定、および特にそれら地点の高度の測定は通
常幾何学的、三角法式、または気圧式水準測量によって
行なわれている。

幾何学的水準測量は測定さるべき地点上に据え付けられ
た水準器を使用する。

水準器は測定地点に据え付けられた標尺に水平のターゲ
ット線を放射し、前記地点の高度は水準器によって決定
される。

高度は他の地点から測定さるべき地点に移すこともでき
る。

この種の水準測量は時間の消費が大きく、かつ所要の精
度に対応する計器と人員とに相当な費用を必要とする。

幾何学的水準測量は計器類を車両上に搭載することによ
って機械化されて来ているが、この方法は高精度の測定
の場合には相当な技術的費用と測定さるべき地点におけ
るきわめて精密な測定装置とを必要とする。

またそれぞれの測定装置、すなわち水準器と標尺とは地
形内において互いに他から相当能れた距離に据え付けら
れるから、測定線と装置とはそれぞれ異なった大気条件
と安定条件との支配を受けるし、位置を変える場合に標
尺と水準器との間の距離を変えたときも同様である。

三角法式水準測量においては高さの測定は角度の測定に
変形される。

測定装置はすべて水準器の位置に配置されるが、測定は
たいてい遠距離照準で行なわれるから、大気の影響は測
定結果を歪める。

それゆえ、三角法式水準測量は地点上の高度の精密測定
には用いられない。

地点の高度測定のための別の方法は、異なる高度におけ
る異なる大気圧に基礎を置いた気圧式水準測量と、測定
中の重力変動を利用する慣性航法とである。

これら２つの方法は先に述べた方法よりも遥かに精密に
欠ける。

最後に車両に組み合わされた高度測定装置が知られてお
り、この装置は車両の車輪の回転と傾斜計による連動す
る傾角とから距離を自動的に決定するようになっている
。

この種の測定法は、それに必然的に付随するきわめて不
正確な距離測定のために、水準測量の目的にはきわめて
不適当である。

本発明の目的は上記のような不利益を排除することにあ
る。

本発明の別の目的は、水準器と測定地点との間の前の分
離、すなわち標尺に関し全く新しい原理に従って作動す
る。

自動水準測量装置を提供することにある。

本発明のまた別の目的は、標尺の代りに補助手段を用い
て実際上周囲の干渉と人によって引き起こされる測定誤
差を排除した、水準測量および高度測定のための装置を
提供することにある。

これらの目的およびその他の目的は、水準器が距離測定
装置でありかつ補助手段が測定用ビームを偏向させるた
めの偏向手段であるとともに、測定さるべき地点の位置
に反射鏡を設けてそれ自身により測定用ビームを逆反射
させるようにした、各地点の測定および特にそれら地点
上の高度の測定のための水準測定装置によって実現され
る。

都合のいいことに、制御手段が測定用ビームを水準化す
る役割を果たす。

水準の測量は距離の測定に変形されるが、その方向は垂
直方向に関して向きづけられる。

水準器が測定さるべき２つの標高地点間に配置された場
合において、距離測定装置が水平に配置されかつ水平な
ターゲット線を持っている場合には、うしろに配置され
標高地点の偏向手段までの距離および反射鏡までの距離
が測定され、次いで、前の標高地点の偏向手段までの距
離および反射鏡までの距離が測定される。

うしろに配置された偏向手段までの距離はうしろに配置
された反射鏡までの距離から差し引かれ、また前の偏向
手段までの距離は前の反射鏡までの距離から差し引かれ
るから、偏向手段の位置のそれぞれの高度は反射鏡を介
して得られる。

うしろと前の高度間の差は測定さるべき両種高地点間の
高度の差である。

もし一方においては距離測定装置とうしろに配置された
偏向手段との間の距離、また他方においては距離測定装
置と前の偏向手段との間の距離が等しければ、測定さる
べき測標高地点間の高度の差は、距離測定装置とうしろ
に配置された反射鏡、および前の反射鏡との距離間の差
から直接得られる。

都合のいいことに、距離測定装置は電磁波または音波に
よって作動する。

距離の測定は測定地点上の異なる高度によって行われる
。

この目的のために偏向手段は、測定さるべき地点上に樹
立されかつ第２の反射鏡に連結された垂直の案内によっ
て変位しうるように配置されており、前記第２の反射鏡
は第１の反射鏡と同様に測定用ビームの一部分をそれ自
身によって距離測定装置に逆反射する。

かくして距離測定装置は測定地点に対し水平距離を送り
出す。

都合のいいことに、後者測定地点には前記測定用ビーム
の一部分を自動的に探知する探知器が設けられており、
それにより偏向手段を制御回路およびそれぞれのサーボ
手段を介して調整するようになっている。

測定装置は、２つの偏向手段と、そのそれぞれに連合さ
れたミ距離測定装置と同一平面内に配置された測定地点
の反射鏡とを設けることによって、自動的に作動するよ
うになされている。

偏向手段は距離測定装置から等しい間隔を置いて配置さ
れるとともに、後者の装置に堅く連結されている。

都合のいいことに、偏向手段は距離測定装置とともに車
両上に揺動しうるように吊り下げられている。

本発明を一層容易に理解しつるようにするために、本発
明の３つの実施態様を線図式に例示した添付図面につい
て説明する。

第１図には垂直回転軸線Ｌ−Ｌを有する距離測定装置４
が地形２の地点１において三脚３上に据え付けられてい
る。

距離測定装置４はターゲット線５を示す測定用ビーム５
を放射する。

スパイク８および９は台（足台）６および７にそれぞれ
結合された２つの別の測定点８，９を示し、その上に案
内１０および１１が部材１２および１３をそれぞれ案内
するためにそれぞれ架装されている。

部材１２には偏向手段１４と三面反射鏡１６とが堅く結
合されており、また部材１３には偏向手段１５と三面反
射鏡１７とが堅く結合されている。

別の三面反射鏡１８および１９は案内１０および１１そ
れぞれの底部にそれぞれ取り付けられている。

偏向手段１４，１５にはおのおの探知器２０および２１
がそれぞれ設けられている（第２図）。

偏向手段１４および１５は距離測定装置４から放射され
た測定用ビーム５のそれぞれの部分を三面反射鏡１８お
よび１９に、それぞれ差し向け、またそれら反射鏡は測
定用ビーム５のそれぞれの部分を偏向手段１４および１
５をそれぞれ介して距離測定装置４に逆反射する。

三面反射鏡１６および１７は測定用ビーム５の別の部分
を距離測定装置４にはそれぞれ直接逆反射する。

探知器２０゜２１ （第２図）には接続線２２および指
示手段２３が設けられていて、距離測定装置の水平ター
ゲット線５を探知する役割を果す。

これはビーム５が探知器２０．２１によってそれぞれ捕
捉されるまで、部材１２および１３を案内１０および１
１に沿ってそれぞれ垂直に変位させることによって達成
される。

作動に際し、距離測定装置４は案内１０に向がって測定
用ビーム５を放射する。

部材１２は測定用ビーム５が偏向手段１４の探知器２０
に衝突するまで案内１０に沿って変位せしめられ、前記
探知器は線２２を介してそれぞれの信号を指示手段２３
に送り出す。

かくして部材１２は、偏向手段１４および三面反射鏡１
６とともにそれらの高度に関して整列するが、その位置
は指示手段２３から読み取ることができる。

次の段階においては、三面反射鏡１６と距離測定装置４
との間の距離１ａ、および偏向手段１４を介しての三面
反射鏡１８と距離測定装置４との間の距離１ｂとが測定
される。

差１ｂ−１ａは高さｈｌを与えるが、この高さは偏向手
段１４の三面反射鏡１８に関する高度である。

値ｈ１は距離測定装置４により差１ｂ−１２から自動的
に計算される。

三面反射鏡１８と測定さるべき地点との間の距離は常に
同じであり （図における地点は６である）、後者の距
離の値は距離測定装置４の計算作動に含まれている。

次の段階においては、測定用ビーム５が案内１１に衝突
するまで、距離測定装置４が、垂直軸線Ｌｌ−Ｌｌのま
わりに回転せしめられる。

偏向手段１５および三面反射鏡１７を有する部材１３は
偏向手段１５の探知器２１がビーム５を探知するまで案
内１１に沿って変位せしめられるが、これはまた指示手
段２３によって指示される。

距離測定装置４と三面反射鏡１７との間 −離１Ｃおよ
び距離測定装置４と三面反射鏡１９との間の距離１ｄは
距離測定装置４によって測定されるが、該測定装置は高
さｈｌと同様に垂直軸線Ｌｌ−Ｌｌから高度ｈ２を計算
する。

距離測定装置４は距離１ｄ−ＩＣから高度ｈ２を計算す
るが、これは三面プリズム１９と地点７との間の一定値
の距離を含んでおり、また値△ｈ＝ｈｌ−ｈ２を計算す
るが、これは地点６，７間の高さの差である。

かくして高度の測定は距離の測定に変形されるが、後者
についての異なる方法はエフ・ドイムリツヒの「測量技
術の計器情報」ベルリン、１９７２年、ページ２６５な
いし２９６、にいっそう詳細に記載されている。

第３図においては、距離測定装置２５がＵ字形の管状ア
ーム２６に堅く結合されており、該アーム２６内には２
つの偏向手段２９，３０が該アームの両端部分に挿入さ
れている。

前記アームの中央部分内には開口２４′に隣接して２つ
の交差する反射鏡２７．２８が配置されており、また前
記開口内には距離測定装置２５の対物レンズ２４が配置
されている。

対物レンズ２４の半分は反射鏡２７およびその次の偏向
手段２９と光学的に整列しており、また対物レンズ２４
の残りの半分は反射鏡２８およびその次の偏向手段３０
と光学的に整列している。

距離測定装置２５は垂直の測定用ビーム３１を放射し、
このビームは対物レンズ２４を介して交差する反射鏡２
７．２８に衝突し、ここでビーム３１は第１のビーム部
分３２と第２のビーム部分３３とに分割されるが、これ
ら両ビーム部分３２゜３３は実際上水平でかつ測定用ビ
ーム３１に対して直角である。

第１のビーム部分３２は偏向手段２９により屈折せしめ
られ、かつ測定用ビーム３１に平行な開口３４によりＵ
字形アームを離れて、地形３６の地点４１を示す足台３
７上に架装された三面反射鏡３９に衝突する。

第２のビーム部分３３は偏向手段３０によって測定用ビ
ーム３１に平行になるように屈折せしめられ、かつ開口
３５によりＵ字形アーム２６を離れた後、地点４２を示
す足台３８上に架装された三面反射鏡４０に衝突する。

偏向手段２９，３０は第１および第２のビーム部分３２
．３３を互いに、かつ測定用ビーム３１に対して平行と
し、しかしてそれらビーム部分を反射鏡３９および４０
にそれぞれ差し向ける。

ビーム部分３２および３３は、偏向手段２９および３０
をそれぞれ介して、そして交差する反射鏡２７．２８に
よって、それら自身とは反対に距離測定装置２５に反射
せしめられる。

距離測定装置２５は、第１図の距離測定装置４と同様に
地形３６の２つの地点４１と４２との間の高度の差を決
定する。

特別な特徴は、反射鏡２７と偏向手段２９との間の距離
と、反射鏡２８と偏向手段との間の距離が等しいことで
ある。

異なっている距離は、偏向手段２９と三面反射鏡３９と
の間の距離と、偏向手段３０と三面反射鏡４０との間の
距離で、これらそれぞれの距離間の差は測定さるべき２
つの地点４１と４２との間の高度の差を示す。

第４図は略図式の車両に組み合わされた第３図の装置を
示す。

距離測定装置４３はキャリア４４上に架装されており、
該キャリアはまた交差ばね懸架装置４５を介して車両４
６の台４７にヒンジ付けされている。

前記懸架装置によって、距離測定装置４３は垂線Ｌ １
−Ｌ １内に保持される。

制動手段４８，４９は、一方では距離測定装置４３に、
また他方では第４６に設けられており、この制動手段は
振動が生じた場合に静止位置に急速確実に復帰させる。

車両４６には４つの同じ座部５０．５１が設けられてお
り （図には２つだけが示されている）、これらの座部
は安全な横断移動性と４つの車輪５２、 ５３ （２
つだけが示されている）の軸受とを確実にする。

車輪５２を有する軸受５０は車両４６の軸線Ｘ−Ｘのま
わりに回転することができ、従って車輪５３は正確に前
輪５２に追随する。

車両４６は、図示の実施態様においては矢印５４の方向
に進む。

地形５５は三面プリズム５８を有する足台５６と三面プ
リズム５９を有する足台５７とによって示されており、
これら両足台は距離測定装置４３の下に垂直に配置され
ている。

供給容器６０は継目なしベルト６１を介し受器６２と関
連して車両４６に取り付けられている。

供給容器６０はある一定の距離において三面プリズム足
台５６に配分するが、前記の距離は受器６２により拾い
上げられ、継目なしベルト６１を介して供給容器６０に
輸送される。

配分／拾い上げ頻度は車輪５２の回転に応じてユニット
６３により制御調整される。

車両４６には制御速度を生じさせる駆動装置が設けられ
ている。

操縦ユニット６５は地形内で車両を取り扱う役割を果た
す。

さらにまた、動力供給装置６６および測定値評価ユニッ
ト６７が設けられている。

配分／測定／拾い上げ作業は車両が中庸速度で動作して
いる間に行なわれる。

本発明は上記の実施態様に限定されるものではない。

従って、三面反射鏡３９，４０、および５８．５９は三
面プリズムでもよい。

さらにまた、三面反射鏡５８，５９と組み合わされた足
台５６．５７の代りに継目なしの反射ベルトを用いるこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はある地形における標高地点の長距離測定をする
ための水準測量装置の略図：第２図は探知手段と共同す
る本発明装置のための偏向手段の略図：第３図は距離測
定装置と偏向手段とが共通の構成様素に包含されている
。 ある地形における標高地点を測定するための装置の別の
実施態様を示す図：しかして第４図は車両上に架装され
た装置のまた別の実施態様を示す図である。 ２、 ３６． ５５・・・・・・地形、４． ２５．
４３・・・・・・距離測定装置、５，３１・・・・・・
測定用ビーム、６゜７・・・・・・足台、１０，１１・
・・・・・案内、１４，１５゜２９．３０・・・・・・
偏向手段、１８． １９． ３９． ４０、 ５８．
５９・・・・・・三面反射鏡（三面プリズム）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ある１つの地形内において： 水平の測定用ビームを放射するとともに垂直の軸線Ｌ−
   Ｌを有する距離測定装置と、測定さるべき第１の地点を
   示すための第１の足台と、測定さるべき第２の地点を示
   すための第２の足台と、第１の偏向手段と、第２の偏向
   手段とを具備し：前記距離測定装置は前記測定用ビーム
   を前記第１および前記第２の偏向手段にそれぞれ差し向
   けるようになっており： また第１の反射手段、第２の反射手段、第３の反射手段
   、第４の反射手段とを具備し： 前記第３および第４反射手段は、光学的に整列して前記
   第１および第２の偏向手段および距離測定装置にそれぞ
   れ連結しており、前記第３反射手段は前記測定用ビーム
   の一部分を第１偏向手段に向け、前記第４反射手段は、
   前記測定用ビームの他の部分を前記第２偏向手段に向け
   、前記測定用ビームの一部分および他の部分を前記垂直
   軸線に対し直角（水平方向）にし、前記第１の反射手段
   は前記第１の足台上に架装されており、また前記第２の
   反射手段は前記第２の足台上に架装されており、前記第
   １の偏向手段は前記第１の反射手段の上方に垂直に配置
   されており、また前記第２の偏向手段は前記第２の反射
   手段の上方に垂直に配置されており、前記第１の偏向手
   段と前記第２の偏向手段とは前記水平の測定用ビームを
   前記第１および第２の反射手段に向って前記垂直の軸線
   Ｌ−Ｌに平行に偏向させるようになっており、しかして
   前記第１および前記第２の反射手段は前記測定用ビーム
   を前記の軸線Ｌ−Ｌに平行に逆反射させ前記第１および
   第２偏向手段に向け、前記測定用ビームの一部分および
   他の部分に平行にし、第３および第４反射手段に向けそ
   して前記測定用ビームに平行に前記レーザ距離測定装置
   に向けられるようになっている。 各地形上の高度を測定するための水準測定装置。 ２ 第１および第２の偏向手段はそれぞれ第１および第
   ２の部材それぞれに取り付けられており、また前記両部
   材は第１および第２の案内にそれぞれすべり案内されて
   おり、しかして前記第１の案内は第１の足台上に垂直に
   樹立され、また前記第２の案内は第２の足台上に垂直に
   樹立されている、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 第１および第２の偏向手段は、等しい間隔を置いて
   １つの平面内において、またその反対側において、距離
   測定装置に堅く結合されており、しかして反射鏡は、前
   記第１および第２の偏向手段のそれぞれおよび前記距離
   測定装置に対し光学的整列をなして前記第１および第２
   の偏向手段に付随上でいる、特許請求の範囲第１項記載
   の装置。 ４ 距離測定装置ならびに第１および第２偏向手段は懸
   架手段により車両に懸架されている、特許請求の範囲第
   ３項記載の装置。