KR101347859B1

KR101347859B1 - 지면의 표고와 곡률오차의 동시 측량이 가능한 수준측량시스템

Info

Publication number: KR101347859B1
Application number: KR1020130105016A
Authority: KR
Inventors: 이재국
Original assignee: 중원이엔씨(주)
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2014-01-07

Abstract

본 발명은 지면의 표고와 곡률오차의 동시 측량이 가능한 수준측량시스템에 관한 것으로,
본체(131)와, 상기 본체(131)에 회전가능하게 설치되는 다수의 지지다리(132)와, 상기 본체(131)에 설치되며 하방으로 돌출되는 레이저발생기설치대(133)를 갖춘 거치대(130): 거치대 본체(131)에 착탈가능하게 설치되는 레벨기(10): 거치대 본체(131)에 착탈가능하게 설치되는 트랜시트(140): 평판 형상의 본체(21)와, 본체(21)의 하부에 회동가능하게 설치되는 다수의 지지다리(22)와, 본체(21)의 상부에 상방으로 돌출되게 형성되는 지지대(23)와, 상부에 구비되며 상방으로 개구된 기본표척수용홈(24a)을 갖추고서 지지대(23)에 회전가능하게 설치되는 회전대(24)를 구비한 표척거치기구(20): 거치대(130)의 레이저발생기설치대(133)에 설치되며, 하방으로 레이저를 방출하여, 지면에 레이저 광이 표시되도록 하는 레이저발생기(150): 하단에 구비되며 외측이 단턱지게 형성되는 돌출부(31a)와, 상단에 구비되며 내측이 단턱지게 형성되는 삽입부(31b)를 갖추고서, 상호 착탈가능하게 연결되는 다수의 연결표척(31); 내부에 길이방향을 따라 형성되며, 상부가 상기 다수의 연결표척(31) 중 가장 하부에 위치한 연결표척(31)의 돌출부(31a)에 착탈가능하게 삽입되는 관통홀(32a)을 갖추고서, 하단이 표척거치기구(20)의 기본표척수용홈(24a)에 착탈가능하게 설치되는 기본표척(32);을 갖춘 표척(30): 내부에 스프링수용홈(41a1)을 갖추고서 다수의 연결표척(31) 중 가장 상부에 위치한 연결표척(31)의 삽입부(31b)에 착탈가능하게 삽입되는 돌출부(41a)와, 측방으로 개구된 슬라이드홀(41b1)을 갖추고서 돌출부(41a)의 상부에 구비되는 슬라이드부(41b)와, 슬라이드부(41b)의 상부에 구비되는 스토퍼부(41c)를 구비한 지지대(41); 지지대(41)의 슬라이드부(41b)에 상하 이동가능하게 설치되는 이동부(42a)와, 이동부(42a)의 양측면에 각각 구비되는 가이드부(42b)와, 상기 가이드부(42b)의 측면에 회전가능하게 설치되며 슬라이드부(41b)에 맞대어지는 바퀴부(42c)와, 상기 각각의 가이드부(42b)의 측면에 구비되어 외측으로 돌출되는 설치부(42d)를 구비한 높이조절부재(42); 상기 돌출부(41a)의 스프링수용홈(41a1)에 설치되며 높이조절부재(42)를 상방으로 탄발지지하는 스프링(43);을 갖춘 높이조절기구(40): 상기 다수의 연결표척(31) 및 높이조절기구 지지대(41)의 측부에 설치되는 가이드체(50): 일단이 높이조절부재 이동부(42a)에 착탈가능하게 설치되고, 타단이 상기 가이드체(50)에 안내되는 와이어(61)를 갖추고서, 상기 와이어(61)를 감거나 푸는 권취기구(60): 표척거치기구(20)의 본체(21)에 설치되어, 표척거치기구(20)의 수평을 확인하는 수평기(70): 높이조절부재 설치부(42d)에 설치되어 상기 설치부(42d)로부터 표척거치기구본체(21)까지의 거리를 측정하는 레이저거리측정기(80): 표척거치기구 본체(21)의 상부에 설치되며, 레이저거리측정기(80)와 대향되게 배치되는 반사판(R): 표척거치기구 본체(21)의 하부에 설치되어 상기 본체(21)로부터 지면까지의 거리를 측정하는 초음파거리측정기(90): 높이조절부재 설치부(42d)의 측부에 설치되어, 일정 지점에 배치되는 일반 표척(S)의 눈금을 확인하는 카메라(100): 높이조절부재 설치부(42d)에 설치되어 레이저거리측정기(80)로부터의 제1거리신호 및 카메라(100)로부터의 영상신호를 송출하는 제1송수신기(110): 표척거치기구 본체(21)에 설치되어 초음파거리측정기(90)로부터의 제2거리신호를 송출하는 제2송수신기(120): 본체(161)와, 상기 본체(161)에 회전가능하게 설치되는 드럼(162)과, 드럼(162)에 감기거나 풀리는 줄자(163)와, 줄자(163)의 선단에 구비되는 손잡이(164)를 갖춘 지면거리측정기(160):
를 갖춘 수준측량기기(L),
입력유닛(T1): 디스플레이유닛(T3): 제1송수신기(110) 및 제2송수신기(120)와 통신하는 송수신유닛(T2): 입력유닛(T1)과, 송수신유닛(T2)과, 디스플레이유닛(T3)을 작동제어하며, 레이저거리측정기(80)와, 초음파거리측정기(90)와, 카메라(100)의 작동제어신호를 송수신유닛(T2)으로 출력하고, 송수신유닛(T2)으로부터의 상기 제1거리신호와, 송수신유닛(T2)으로부터의 상기 제2거리신호와, 카메라(100)로부터의 영상신호를 수신하는 제어유닛(T4):을 갖춘 수준측량단말기(T),
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 다양한 측량을 함에 있어 안정적으로 표고 측량 및 곡률오차 측량작업을 수행할 수 있으며, 다양한 지점에 대한 측지데이터를 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

지면의 표고와 곡률오차의 동시 측량이 가능한 수준측량시스템{Leveling System being able to survey the level and curvature of the earth}

본 발명은 지면의 표고와 곡률오차의 동시 측량이 가능한 수준측량시스템에 관한 것이다.

일반적으로 각종 토목설계나 건축설계 등을 위해서는 측량이 먼저 이루어진다. 측량이란 수평거리와 고저 차 및 방향을 측정하여 점들의 상호 간의 위치를 결정하여 이를 도면이나 수치로 표시하는 제반 활동을 지칭한다.

이 중에서 수준(level) 측량은 특정 점의 고저 차를 관측하는 것을 말하며 고저측량 또는 레벨측량이라고도 한다. 이러한 수준측량 중에는 표척(스타프)과 레벨기를 이용하여 두 지점간의 높이 차를 구하는 직접고저측량, 트랜시트를 이용한 삼각고저측량 등이 있다.

상기 직접고저측량은 일반적으로 기준점으로부터 목표점까지 하나의 경로를 설정하고, 상기 경로 상에 N개의 중간점을 설정한 후, 표척(스태프)와 레벨측정기를 이동하며 각각의 지점을 측량함으로써, 이루어진다.

또한 상기 삼각고저측량은 트랜시트를 이용하여 고저각 및 거리를 관측하고, 삼각법을 응용한 계산에 의하여 2점의 고저 차를 구한다.

한편 종래에는 상기 측량을 함에 있어, 다양한 측량을 함에 있어 정확한 표고정보를 수집할 수 없었으며, 효율적인 측량 작업을 수행할 수 없었다.

공개특허 10-2011-0088329호 등록특허 10-1202833호

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 다양한 측량을 함에 있어 정확한 표고정보를 수집할 수 있으며, 측량 작업을 효율적으로 수행할 수 있는 지면의 표고와 곡률오차의 동시 측량이 가능한 수준측량시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은,

본체(131)와, 상기 본체(131)에 회전가능하게 설치되는 다수의 지지다리(132)와, 상기 본체(131)에 설치되며 하방으로 돌출되는 레이저발생기설치대(133)를 갖춘 거치대(130): 거치대 본체(131)에 착탈가능하게 설치되는 레벨기(10): 거치대 본체(131)에 착탈가능하게 설치되는 트랜시트(140): 평판 형상의 본체(21)와, 본체(21)의 하부에 회동가능하게 설치되는 다수의 지지다리(22)와, 본체(21)의 상부에 상방으로 돌출되게 형성되는 지지대(23)와, 상부에 구비되며 상방으로 개구된 기본표척수용홈(24a)을 갖추고서 지지대(23)에 회전가능하게 설치되는 회전대(24)를 구비한 표척거치기구(20): 거치대(130)의 레이저발생기설치대(133)에 설치되며, 하방으로 레이저를 방출하여, 지면에 레이저 광이 표시되도록 하는 레이저발생기(150): 하단에 구비되며 외측이 단턱지게 형성되는 돌출부(31a)와, 상단에 구비되며 내측이 단턱지게 형성되는 삽입부(31b)를 갖추고서, 상호 착탈가능하게 연결되는 다수의 연결표척(31); 내부에 길이방향을 따라 형성되며, 상부가 상기 다수의 연결표척(31) 중 가장 하부에 위치한 연결표척(31)의 돌출부(31a)에 착탈가능하게 삽입되는 관통홀(32a)을 갖추고서, 하단이 표척거치기구(20)의 기본표척수용홈(24a)에 착탈가능하게 설치되는 기본표척(32);을 갖춘 표척(30): 내부에 스프링수용홈(41a1)을 갖추고서 다수의 연결표척(31) 중 가장 상부에 위치한 연결표척(31)의 삽입부(31b)에 착탈가능하게 삽입되는 돌출부(41a)와, 측방으로 개구된 슬라이드홀(41b1)을 갖추고서 돌출부(41a)의 상부에 구비되는 슬라이드부(41b)와, 슬라이드부(41b)의 상부에 구비되는 스토퍼부(41c)를 구비한 지지대(41); 지지대(41)의 슬라이드부(41b)에 상하 이동가능하게 설치되는 이동부(42a)와, 이동부(42a)의 양측면에 각각 구비되는 가이드부(42b)와, 상기 가이드부(42b)의 측면에 회전가능하게 설치되며 슬라이드부(41b)에 맞대어지는 바퀴부(42c)와, 상기 각각의 가이드부(42b)의 측면에 구비되어 외측으로 돌출되는 설치부(42d)를 구비한 높이조절부재(42); 상기 돌출부(41a)의 스프링수용홈(41a1)에 설치되며 높이조절부재(42)를 상방으로 탄발지지하는 스프링(43);을 갖춘 높이조절기구(40): 상기 다수의 연결표척(31) 및 높이조절기구 지지대(41)의 측부에 설치되는 가이드체(50): 일단이 높이조절부재 이동부(42a)에 착탈가능하게 설치되고, 타단이 상기 가이드체(50)에 안내되는 와이어(61)를 갖추고서, 상기 와이어(61)를 감거나 푸는 권취기구(60): 표척거치기구(20)의 본체(21)에 설치되어, 표척거치기구(20)의 수평을 확인하는 수평기(70): 높이조절부재 설치부(42d)에 설치되어 상기 설치부(42d)로부터 표척거치기구본체(21)까지의 거리를 측정하는 레이저거리측정기(80): 표척거치기구 본체(21)의 상부에 설치되며, 레이저거리측정기(80)와 대향되게 배치되는 반사판(R): 표척거치기구 본체(21)의 하부에 설치되어 상기 본체(21)로부터 지면까지의 거리를 측정하는 초음파거리측정기(90): 높이조절부재 설치부(42d)의 측부에 설치되어, 일정 지점에 배치되는 일반 표척(S)의 눈금을 확인하는 카메라(100): 높이조절부재 설치부(42d)에 설치되어 레이저거리측정기(80)로부터의 제1거리신호 및 카메라(100)로부터의 영상신호를 송출하는 제1송수신기(110): 표척거치기구 본체(21)에 설치되어 초음파거리측정기(90)로부터의 제2거리신호를 송출하는 제2송수신기(120): 본체(161)와, 상기 본체(161)에 회전가능하게 설치되는 드럼(162)과, 드럼(162)에 감기거나 풀리는 줄자(163)와, 줄자(163)의 선단에 구비되는 손잡이(164)를 갖춘 지면거리측정기(160):

를 갖춘 수준측량기기(L),

입력유닛(T1): 디스플레이유닛(T3): 제1송수신기(110) 및 제2송수신기(120)와 통신하는 송수신유닛(T2): 입력유닛(T1)과, 송수신유닛(T2)과, 디스플레이유닛(T3)을 작동제어하며, 레이저거리측정기(80)와, 초음파거리측정기(90)와, 카메라(100)의 작동제어신호를 송수신유닛(T2)으로 출력하고, 송수신유닛(T2)으로부터의 상기 제1거리신호와, 송수신유닛(T2)으로부터의 상기 제2거리신호와, 카메라(100)로부터의 영상신호를 수신하는 제어유닛(T4):을 갖춘 수준측량단말기(T),

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 다양한 측량을 함에 있어 안정적으로 표고 측량 및 곡률오차 측량작업을 수행할 수 있으며, 다양한 지점에 대한 측지데이터를 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 지면의 표고와 곡률오차의 동시 측량이 가능한 수준측량시스템을 나타낸 시스템도이고,
도 2는 본 발명에 따른 거치대 및 레이저발생기를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 표척거치기구에 표척이 설치된 것을 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 표척거치기구에 연결대 및 높이조절기구가 설치된 것을 나타낸 도면이고,
도 5는 도 4의 측면도이고,
도 6은 도 4에서 표척설치기구를 나타낸 상세도이고,
도 7은 도 6의 측면도이고,
도 8은 도 4의 X부분을 나타낸 확대도이고,
도 9는 도 4의 Y부분을 나타낸 확대도이고,
도 10은 도 4의 Z부분을 나타낸 확대도이고,
도 11은 도 4에서 높이조절기구를 나타낸 상세도이고,
도 12는 도 11의 측면도이고
도 13은 도 11의 평면도이고,
도 14는 본 발명에 따른 지면거리측정기를 나타낸 도면이고,
도 15 내지 도 19는 본 발명에 따른 지면의 표고 측량 전용 수준 측량 시스템에 있어서, 직접고저측량 방식을 설명하기 위한 도면이고,
도 20는 본 발명에 따른 삼각고저측량을 설명하기 위한 도면이고,
도 21은 본 발명에 따른 삼각고저측량에 있어서 곡률오차를 설명하기 위한 도면이고,
도 22는 본 발명에 따른 지면의 실제거리 측량을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 지면의 표고와 곡률오차의 동시 측량이 가능한 수준측량시스템은 수준측량기기(L) 및 수준측량단말기(T)를 통해 이루어진다.

수준측량기기(L)는 거치대(130)와, 레벨기(10)와, 트랜시트(140)와, 표척거치기구(20)와, 레이저발생기(150)와, 표척(30)과, 높이조절기구(40)와, 가이드체(50)와, 권취기구(60)와, 수평기(70)와, 레이저거리측정기(80)와, 반사판(R)과, 초음파거리측정기(90)와, 카메라(100)와, 제1송수신기(110), 제2송수신기(120) 및, 지면거리측정기(160)를 갖춘다.

거치대(130)는 레벨기(10) 또는 트랜시트(140)가 착탈가능하게 설치되는 본체(131)와, 상기 본체(131)에 회전가능하게 설치되는 다수의 지지다리(132)를 갖추고서, 전체적으로 삼각대 형상을 이룬다. 여기서 거치대(130)는 레벨기(10) 또는 트랜시트(140)가 설치되는 통상의 것으로, 통상의 기술자라면 용이하게 실시할 수 있다. 한편 본 실시예에서 거치대(130)는 상기 본체(131)에 설치되며 하방으로 돌출되는 레이저발생기설치대(133)를 더 갖춘다.

레벨기(10)는 거치대 본체(100)에 착탈가능하게 설치된다. 레벨기(10)는 수준 측량에 사용되는 통상의 것으로, 통상의 기술자라면 용이하게 실시할 수 있다.

트랜시트(140)는 거치대본체(131)에 착탈가능하게 설치되며, 삼각고저측량 시에 지면의 표고 측정에 사용된다. 트랜시트(140)는 고저각 및 거리를 관측하여 고저 차를 구하는 통상의 것으로, 통상의 기술자라면 용이하게 실시할 수 있다.

표척거치기구(20)는 평판 형상의 본체(21)와, 본체(21)의 하부에 회동가능하게 설치되며 길이조절이 가능한 다수의 지지다리(22)와, 본체(21)의 상부에 상방으로 돌출되게 형성되는 지지대(23)와, 상부에 구비되며 상방으로 개구된 기본표척수용홈(24a)을 갖추고서 지지대(23)에 회전가능하게 설치되는 회전대(24)를 구비한다. 본 실시예에서 회전대(24)는 체결부재를 통해 지지대(23)에 고정된다.

레이저발생기(150)는 상기 거치대(130)의 레이저발생기설치대(133)에 설치되며, 하방으로 레이저를 방출하여, 지면에 레이저 광이 표시되도록 한다. 본 실시예에서 레이저발생기(150)는 하기의 수준측량단말기 제어유닛(T4)에 의해 온-오프 작동제어되거나, 별도의 온-오프 스위치에 의해 작동제어될 수 있다.

표척(30)은 연결표척(31) 및 기본표척(32)을 갖추고서, 표척거치기구(20)에 설치된다.

연결표척(31)는 하단에 구비되며 외측이 단턱지게 형성되는 돌출부(31a)와, 상단에 구비되며 내측이 단턱지게 형성되는 삽입부(31b)를 갖추고서, 다수 개가 상호 착탈가능하게 연결된다. 본 실시예에서 가장 하부에 위치한 연결표척(31)의 돌출부(31a)는 기본표척(32)의 상단에 착탈가능하게 삽입되며, 체결부재를 통해 기본표척(32)에 고정된다. 또한 상기 연결표척(31)의 삽입부(31b)는 또 다른 연결표척(31)의 돌출부(31a)가 착탈가능하게 삽입되며, 체결부재를 통해 상기 돌출부(31a)에 고정된다. 한편 본 실시예에서 연결표척(31)는 둘레부가 사각 바 형상을 이루며, 둘레부에 눈금이 표시된다.

기본표척(32)은 내부에 길이방향을 따라 형성되며, 상부가 상기 다수의 연결표척(31) 중 가장 하부에 위치한 연결표척(31)의 돌출부(31a)에 착탈가능하게 삽입되는 관통홀(32a)을 갖추고서, 하단이 표척거치기구 회전대(24)의 기본표척수용홈(24a)에 착탈가능하게 설치된다. 본 실시예에서 기본표척(32)은 체결부재를 통해 회전대(24)에 고정된다. 또한 본 실시예에서 기본표척(32)은 사각 바 형상을 이루며, 둘레부 표면에 눈금이 표시된다.

높이조절기구(40)는 지지대(41)와, 높이조절부재(42)와, 스프링(43)을 갖추고서, 연결표척(31)의 상부에 설치된다.

지지대(41)는 내부에 스프링수용홈(41a1)을 갖추고서 다수의 연결표척(31) 중 가장 상부에 위치한 연결표척(31)의 삽입부(31b)에 착탈가능하게 삽입되는 돌출부(41a)와, 측방으로 개구된 슬라이드홀(41b1)을 갖추고서 돌출부(41a)의 상부에 구비되는 슬라이드부(41b)와, 슬라이드부(41b)의 상부에 구비되는 스토퍼부(41c)를 갖춘다. 본 실시예에서 지지대(41)의 돌출부(41a)는 체결부재를 통해 상기 연결표척(31)의 삽입부(31b)에 고정된다. 또한 본 실시예에서 지지대(41)는 둘레부가 사각 바 형상을 이룬다.

높이조절부재(42)는 지지대(41)의 슬라이드부(41b)에 상하 이동가능하게 설치되는 판 형상의 이동부(42a)와, 이동부(42a)의 양측면에 구비되는 판 형상의 가이드부(42b)와, 상기 가이드부(42b)의 측면에 회전가능하게 설치되며 슬라이드부(41b)에 맞대어지는 바퀴부(42c)와, 상기 각각의 가이드부(42b)의 측면에 구비되어 외측으로 돌출되는 설치부(42d)를 갖춘다.

여기서 설치부(42d)는 가이드부(42d)의 측면에 구비되어 외측으로 돌출되는 판 형상의 돌출부재(42d1)와, 돌출부재(42d1)의 측단에 설치되는 'ㄱ' 자 판 형상의 설치부재(42d2)를 갖춘다.

스프링(43)은 상기 돌출부(41a)의 스프링수용홈(41a1)에 설치되며, 높이조절부재(42)를 상방으로 탄발지지한다.

가이드체(50)는 상기 다수의 연결표척(31) 및 높이조절기구 지지대(41)의 측부에 설치된다. 본 실시예에서 가이드체(50)는 고리 형상을 이루는 것이 바람직하다.

권취기구(60)는 표척거치기구(20)의 본체(21)에 설치되는 지지체(62)와, 상기 지지체(62)에 회전가능하게 설치되는 드럼(63)과, 드럼(63)을 회전시키는 손잡이(64)를 갖춘다. 또한 권취기구(60)는 일단이 높이조절부재 이동부(42a)에 착탈가능하게 설치되고, 타단이 상기 가이드체(50)에 안내되어, 드럼(63)에 감기거나 풀리는 와이어(61)를 갖춘다. 본 실시예에서 와이어(61)의 일단에 클램프가 구비되고, 상기 이동부(42a)이 하부에 고정고리가 구비되어, 상기 클램프가 상기 고정고리에 착탈가능하게 연결된다.

수평기(70)는 표척거치기구(20)의 본체(21)에 설치되어, 표척거치기구(20)의 수평 정도를 나타낸다. 수평기(70)는 평형을 잡는데 사용되는 통상의 것으로, 통상의 기술자라면 용이하게 실시할 수 있다.

레이저거리측정기(80)는 높이조절부재 설치부(42d)에 설치되어, 상기 설치부(42d)로부터 표척거치기구본체(21)까지의 거리를 측정한다. 본 실시예에서 레이저거리측정기(80)는 상기 설치부(42d)의 설치부재(42d2)의 하부에 설치된다.

반사판(R)은 표척거치기구 본체(21)의 상부에 설치되며, 레이저거리측정기(80)와 대향되게 배치된다. 본 실시예에서 표척거치기구 본체(21)에는 설치홈(미인출)이 형성되며, 반사판(R)은 상면이 노출되도록 상기 설치홈에 내설된다.

초음파거리측정기(90)는 표척거치기구 본체(21)의 하부에 설치되어 상기 본체(21)로부터 지면까지의 거리를 측정한다.

카메라(100)는 레이저거리측정기(80)와 대향되게 높이조절부재 설치부(42d)에 설치되며, 일정 지점에 배치되는 일반 표척의 눈금을 촬영한다. 본 실시예에서 카메라(100)는 좌우 회전가능하게 설치되며 카메라(100)의 좌우 구동을 위해 별도의 구동장치가 구비된다. 여기서 일반 표척은 눈금이 표시된 일반적인 표척을 말하며, 일반 표척으로 본 실시예의 연결표척(31) 또는 기본표척(32)이 사용될 수도 있다.

한편 본 실시예에서 상기 레이저거리측정기(80) 및 초음파거리측정기(90)는 레이저 또는 초음파를 이용하여 거리를 측정하는 것으로서, 통상의 기술자라면 용이하게 실현할 수 있다. 또한 카메라(100)는 일반적으로 사물을 관찰 또는 촬영하는 것으로서, 통상의 기술자라면 용이하게 실현할 수 있다.

제1송수신기(110)는 높이조절부재 설치부(42d)에 설치되어 레이저거리측정기(80)로부터의 제1거리신호 및 카메라(100)로부터의 영상신호를 송출한다. 또한 제1송수신기(110)는 수준측량단말기(T)의 송수신유닛(T2)으로부터의 신호를 수신한다.

제2송수신기(120)는 표척거치기구 본체(21)에 설치되어 제2초음파거리측량기(1400)로부터의 제2거리신호를 송출한다. 또한 제2송수신기(120)는 수준측량단말기(T)의 송수신유닛(T2)으로부터의 신호를 수신한다.

지면거리측정기(160)는 본체(161)와, 본체(161)에 회전가능하게 설치되는 드럼(162)과, 드럼(162)에 감기거나 풀리며 눈금이 표시된 줄자(163)와, 줄자(163)의 선단에 구비되는 손잡이(164)를 갖춘다. 본 실시예에서 지면거리측정기(160)는 전체적으로 릴(reel) 구조를 이룰 수 있다.

수준측량단말기(T)는 입력유닛(T1)과, 송수신유닛(T2)과, 디스플레이유닛(T3) 및, 제어유닛(T4)을 갖춘다.

입력유닛(T1)은 신호를 입력하여, 제어유닛(T4)이 자체 구동 및 각각의 구성요소를 제어하도록 한다.

송수신유닛(T2)은 제어유닛(T4)의 제어신호를 송출하여, 제어유닛(T4)이 레이저거리측정기(80), 초음파거리측정기(90), 카메라(100), 제1송수신기(110) 및, 제2송수신기(120)를 작동제어하도록 한다. 또한 송수신유닛(T2)은 제1송수신기(110) 및 제2송수신기(120)으로부터 신호를 수신한다. 본 실시예에서 송수신유닛(T2)은 제어유닛(T4)에 의해 작동제어된다.

디스플레이유닛(T3)은 상기 제어유닛(T4)에 의해 작동제어되며, 본 실시예에 따른 전기적 구성요소의 작동상태를 나타낸다.

제어유닛(T4)은 레이저거리측정기(80)와 초음파거리측정기(90)와 카메라(100)의 작동제어신호를 송수신유닛(T2)으로 출력하고, 송수신유닛(T2)으로부터 상기 영상신호를 수신하여 디스플레이유닛(T3)에 영상신호에 따른 영상화면을 디스플레이한다. 또한 제어유닛(T4)은 송수신유닛(T2)으로부터의 상기 제1거리신호와, 송수신유닛(T2)으로부터의 상기 제2거리신호와, 입력유닛(T1)을 통해 입력되는 수치를 통해 일정 지점의 표고를 연산한다.

도 15 내지 도 22를 참조하여 본 발명에 따른 지면의 표고와 곡률오차의 동시 측량이 가능한 수준측량시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.

측량기사는 도 15와 같이 표척거치기구(20)를 측량위치에 위치시킨 후, 표척거치기구(20)에 기본표척(32)을 설치한 후, 레벨기(10)를 이용하여 해당 위치의 표고를 측량한다. 이때 본 발명의 각각의 전기적 구성요소는 수준측량단말기(T)의 제어유닛(T4)에 의해 작동가능하게 셋팅된다.

여기서, 본 발명을 이용한 직접고저측량 방식을 살펴보면 다음과 같다.

측량 기사는 국가수준점으로부터 목표점까지 하나의 경로를 설정하고, 상기 경로 상에 N개의 중간점을 설정한 후, 기본표척(32)과 레벨기(10)를 이동하며 각각의 지점을 측량한다.

예를 들어 도 16에서와 같이 중간점을 3(1,2,3)개로 설정하여, A,B점 간의 고저 차를 구할 시, A점에서부터 레벨기(10)와 기본표척(32)을 번갈아서 세워 측량을 하면서 목표점까지 진행을 한다.

이때 측량 기사는 레벨기(10)를 기본표척(32) 및 표척거치기구(20) 보다 후방에 위치시킨 후, 후시의 목적으로 시준한다.

그리고 측량 기사는 수준측량단말기(T)의 입력유닛(T1)에 사전 후시 시준 값을 입력한다. 이때 수준측량단말기(T)는 초음파거리측정기(90)로부터 제2거리신호를 수신하면, 수준측량단말기(T)의 제어유닛(T4)은 미리 저장된 표척거치기구 본체(21)의 저면으로부터 표척거치기구(20)에 설치된 기본표척(32) 저면까지의 거리, 상기 제2거리신호에 따른 거리 및, 상기 사전 후시 시준 값을 합산하여, 확인하고자 하는 결과 후시 시준 값을 연산하여 저장한다. 한편 본 실시예에서 상기 사전 후시 시준 값은 측량 기사가 바라본 기본표척(32)의 눈금 값을 나타내며, 결과 후시 시준 값은 최종 확인하고자 하는 시준 값을 말한다.

계속해서 상기 측량 기사는 상기 기본표척(32)을 레벨기거치대(11) 및 레벨기(10)의 전방으로 옮겨, 다시 전시의 목적으로 시준한다.

그리고 측량 기사는 수준측량단말기(T)의 입력유닛(T1)에 사전 전시 시준 값을 입력한다. 이때 수준측량단말기(T)는 초음파거리측정기(90)로부터 제2거리신호를 수신하면, 수준측량단말기(T)의 제어유닛(T4)은 미리 저장된 표척거치기구 본체(21)의 저면으로부터 표척거치기구(20)에 설치된 기본표척(32)의 저면까지의 거리, 상기 제2거리신호에 따른 거리 및, 상기 사전 전시 시준 값을 합산하여, 확인하고자 하는 결과 전시 시준 값을 연산하여 저장한다. 한편 본 실시예에서 상기 사전 전시 시준 값은 측량 기사가 바라본 기본표척(32)의 눈금 값을 나타내며, 결과 전시 시준 값은 최종 확인하고자 하는 시준 값을 말한다.

이후 상기 경로를 따라서 후시와 전시 작업이 반복된다.

한편 본 발명은 상기와 같은 직접수준측량 작업에서 상기 중간점 3에서 B점으로의 고도가 급격하게 높아져 직접수준측량으로 측량하기 어려울 수도 있다.

이때 측량 기사는 상기 중간점 3에서 후시 작업을 통해 값(b3)을 측량한 후, 일반 표척(S)을 B점에 세운다. 여기서 일반 표척(S)은 눈금이 표시된 일반적인 표척을 말하며, 일반 표척(S)으로 본 실시예의 연결표척(31) 또는 기본표척(32)이 사용될 수도 있다.

계속해서 상기 측량 기사는 육안으로 B점의 높이를 추측한 다음에, 도 17과 같이 표척거치기구(20)의 회전대(24)가 기울어진 상태에서 연결표척(31)를 기본표척(32)에 설치하고, 또 다른 다수의 연결표척(31)를 상기 연결표척(31)에 설치한 다음, 가장 상부에 위치한 연결표척(31)에 높이조절기구(40)를 설치한다. 그리고 측량 기사는 권취기구(60)에 연결된 와이어(61)을 다수의 가이드체(50)를 통과시켜 높이조절기구(40)에 연결한다.

이후 상기 측량 기사는 도 18과 같이 기본표척(32)을 직립시켜 높이조절기구(40)의 위치가 B점의 표고와 비슷한 위치에 놓이도록 한다.

그리고 상기 측량 기사는 권취기구(60)를 이용하여 와이어(61)를 감거나 풀어 높이조절기구(40)의 위치를 조절한 후, 도 19와 같이 높이조절기구(40)에 설치된 카메라(100)가 일반 표척(S)을 바라보게 한다.

상기와 같이 높이조절기구(40)가 고정되면, 측량 기사는 레이저거리측정기(80) 및 초음파거리측정기(90)를 구동하고, 수준측량단말기(T)의 제어유닛(T4)은 레이저거리측정기(80)로부터의 제1거리신호 및 초음파거리측정기(90)로부터의 제2거리신호를 수신한다. 그리고 제어유닛(T4)은 상기 제1거리신호 및 제2거리신호에 따른 거리 값을 합산하여, 중간점 3으로부터 카메라(100) 위치까지의 수직거리(결과 후시 시준 값;a4)를 연산한다. 이때 제어유닛(T4)에는 표척기구본체(21)의 두께 값 등이 반영되어, 상기 수직거리(a4)를 연산할 시 발생할 수 있는 기계적 오차를 방지한다.

계속해서 상기 측량 기사는 카메라(100)를 구동하고, 상기 B점에 세워진 일반 표척(S)을 시준하여 값(결과 전시 시준 값;b4)을 읽는다.

한편 상기 중간점 3에서 B점 간을 측량하는 작업은 2인 1조로 이루어져, 1인은 권취기구(60)를 이용하여 카메라(100)의 위치를 조절하여 촬영위치로 카메라(100)의 위치를 고정하고, 또 다른 2인은 수준측량단말기(T)를 이용하여 카메라(100)로부터의 영상을 확인한다. 여기서 상기 2인은 수준측량단말기(T)의 디스플레이유닛(T3)를 통해 카메라(100)로부터의 일반 표척(S) 영상을 확인하고, 일반 표척(S)의 눈금을 읽은 후, 수준측량단말기(T)의 입력유닛(T1)을 통해 상기 눈금을 제어유닛(T4)에 저장한다.

상기와 같이 A점에서 B점까지의 후시와 전시 작업이 완료되면, 측량 기사는 제어유닛(T4)에 저장된 각각의 결과 후시 시준 값 및 결과 전시 시준 값을 이용하여, B점의 표고를 구한다.

여기서 B점의 표고를 구하는 방법을 수학식 1 및 수학식 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

여기서 B.S(Back Sight)는 상기 결과 후시 시준 값이고, F.S(Fore Sight)는 상기 결과 전시 시준 값이다.

본 실시예에서는 수준측량단말기(T)의 제어유닛(T4)에서 저장된 상기 값들을 이용하여, B점의 표고를 구할 수 있다.

상기와 같은 작업을 통해 측량하고자 하는 위치의 수준 측량을 수행할 수 있다.

한편 본 실시예에서는 상기 값들을 연산할 시 제어유닛(T4)에 의해 수행되었지만, 측량 기사가 수작업으로 계산할 수도 있다.

또한 본 발명은 도 20과 같이 삼각고저측량을 통해 고저 차를 구할 수 있다. 예를 들어 C,D 점의 고저 차를 구할 시, C점에 거치 된 거치대(130)의 본체(131)에 트랜시트(140)를 설치한 후, D점을 관측하고, 삼각법을 응용한 계산에 의하여 C,D점 간의 고저 차를 구한다.

여기서 상기 삼각고저측량을 수행할 시, 곡률오차를 적용해 주어야 한다. 도21을 참고하면 상기 곡률오차(ca)는 다음과 같은 수학식 3을 통해 구해진다.

한편 상기 곡률오차(ca)를 구하는 식은 널리 알려진 공지 기술로서, 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 도출해 낼 수 있다.

또한 측량을 함에 있어서, 트랜시트(140)에 의한 거리 측정 이외에, 지면의 실제거리를 측량할 필요가 있을 수도 있다.

이때 측량 기사는 상기 레이저발생기(150)를 통해 도 22와 같이 레이저를 지면에 조사하여, 지면에 표식을 한다. 이후 측량기사는 지면거리측정기(160)를 이용하여 표식 위치로부터 측량하고자 하는 위치까지의 실제거리를 측량한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 다양한 측량을 함에 있어 안정적으로 표고 측량 및 곡률오차 측량작업을 수행할 수 있으며, 다양한 지점에 대한 측지데이터를 확보할 수 있다.

L; 수준측량기기 10; 레벨기
20; 표척거치기구 30; 표척
40; 높이조절기구 50; 가이드체
60; 권취기구 70; 수평기
80; 레이저거리측정기 R; 반사판
90; 초음파거리측정기 100; 카메라
110; 제1송수신기 120; 제2송수신기
130; 거치대 140; 트랜시트
150; 레이저발생기 160; 지면거리측정기
T; 수준측량단말기 T1; 입력유닛
T2; 송수신유닛 T3; 디스플레이유닛
T4; 제어유닛

Claims

본체(131)와, 상기 본체(131)에 회전가능하게 설치되는 다수의 지지다리(132)와, 상기 본체(131)에 설치되며 하방으로 돌출되는 레이저발생기설치대(133)를 갖춘 거치대(130): 거치대 본체(131)에 착탈가능하게 설치되는 레벨기(10): 거치대 본체(131)에 착탈가능하게 설치되는 트랜시트(140): 평판 형상의 본체(21)와, 본체(21)의 하부에 회동가능하게 설치되는 다수의 지지다리(22)와, 본체(21)의 상부에 상방으로 돌출되게 형성되는 지지대(23)와, 상부에 구비되며 상방으로 개구된 기본표척수용홈(24a)을 갖추고서 지지대(23)에 회전가능하게 설치되는 회전대(24)를 구비한 표척거치기구(20): 거치대(130)의 레이저발생기설치대(133)에 설치되며, 하방으로 레이저를 방출하여, 지면에 레이저 광이 표시되도록 하는 레이저발생기(150): 하단에 구비되며 외측이 단턱지게 형성되는 돌출부(31a)와, 상단에 구비되며 내측이 단턱지게 형성되는 삽입부(31b)를 갖추고서, 상호 착탈가능하게 연결되는 다수의 연결표척(31); 내부에 길이방향을 따라 형성되며, 상부가 상기 다수의 연결표척(31) 중 가장 하부에 위치한 연결표척(31)의 돌출부(31a)에 착탈가능하게 삽입되는 관통홀(32a)을 갖추고서, 하단이 표척거치기구(20)의 기본표척수용홈(24a)에 착탈가능하게 설치되는 기본표척(32);을 갖춘 표척(30): 내부에 스프링수용홈(41a1)을 갖추고서 다수의 연결표척(31) 중 가장 상부에 위치한 연결표척(31)의 삽입부(31b)에 착탈가능하게 삽입되는 돌출부(41a)와, 측방으로 개구된 슬라이드홀(41b1)을 갖추고서 돌출부(41a)의 상부에 구비되는 슬라이드부(41b)와, 슬라이드부(41b)의 상부에 구비되는 스토퍼부(41c)를 구비한 지지대(41); 지지대(41)의 슬라이드부(41b)에 상하 이동가능하게 설치되는 이동부(42a)와, 이동부(42a)의 양측면에 각각 구비되는 가이드부(42b)와, 상기 가이드부(42b)의 측면에 회전가능하게 설치되며 슬라이드부(41b)에 맞대어지는 바퀴부(42c)와, 상기 각각의 가이드부(42b)의 측면에 구비되어 외측으로 돌출되는 설치부(42d)를 구비한 높이조절부재(42); 상기 돌출부(41a)의 스프링수용홈(41a1)에 설치되며 높이조절부재(42)를 상방으로 탄발지지하는 스프링(43);을 갖춘 높이조절기구(40): 상기 다수의 연결표척(31) 및 높이조절기구 지지대(41)의 측부에 설치되는 가이드체(50): 일단이 높이조절부재 이동부(42a)에 착탈가능하게 설치되고, 타단이 상기 가이드체(50)에 안내되는 와이어(61)를 갖추고서, 상기 와이어(61)를 감거나 푸는 권취기구(60): 표척거치기구(20)의 본체(21)에 설치되어, 표척거치기구(20)의 수평을 확인하는 수평기(70): 높이조절부재 설치부(42d)에 설치되어 상기 설치부(42d)로부터 표척거치기구본체(21)까지의 거리를 측정하는 레이저거리측정기(80): 표척거치기구 본체(21)의 상부에 설치되며, 레이저거리측정기(80)와 대향되게 배치되는 반사판(R): 표척거치기구 본체(21)의 하부에 설치되어 상기 본체(21)로부터 지면까지의 거리를 측정하는 초음파거리측정기(90): 높이조절부재 설치부(42d)의 측부에 설치되어, 일정 지점에 배치되는 일반 표척(S)의 눈금을 확인하는 카메라(100): 높이조절부재 설치부(42d)에 설치되어 레이저거리측정기(80)로부터의 제1거리신호 및 카메라(100)로부터의 영상신호를 송출하는 제1송수신기(110): 표척거치기구 본체(21)에 설치되어 초음파거리측정기(90)로부터의 제2거리신호를 송출하는 제2송수신기(120): 본체(161)와, 상기 본체(161)에 회전가능하게 설치되는 드럼(162)과, 드럼(162)에 감기거나 풀리는 줄자(163)와, 줄자(163)의 선단에 구비되는 손잡이(164)를 갖춘 지면거리측정기(160):
를 갖춘 수준측량기기(L),
입력유닛(T1): 디스플레이유닛(T3): 제1송수신기(110) 및 제2송수신기(120)와 통신하는 송수신유닛(T2): 입력유닛(T1)과, 송수신유닛(T2)과, 디스플레이유닛(T3)을 작동제어하며, 레이저거리측정기(80)와, 초음파거리측정기(90)와, 카메라(100)의 작동제어신호를 송수신유닛(T2)으로 출력하고, 송수신유닛(T2)으로부터의 상기 제1거리신호와, 송수신유닛(T2)으로부터의 상기 제2거리신호와, 카메라(100)로부터의 영상신호를 수신하는 제어유닛(T4):을 갖춘 수준측량단말기(T),
를 포함하는 것을 특징으로 하는 지면의 표고와 곡률오차의 동시 측량이 가능한 수준측량시스템.