KR101652288B1 - 지피에스와 레이저를 기반으로 한 지하시설물 측량장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지피에스와 레이저를 기반으로 한 지하시설물 측량장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저와 지피에스가 통합된 무선통신 기반을 이용하여 측량시 거리오차를 없애도록 거리측정 기능을 이중화하여 편리하고 정확하며 신속하게 지하시설물을 측량하고, 지피에스를 통해 측량 지점의 좌표를 즉시 확인하여 지하시설물의 원점에 대한 위치인식 정확도를 높일 수 있도록 한 지피에스와 레이저를 기반으로 한 지하시설물 측량장치에 관한 것이다.

Description

지피에스와 레이저를 기반으로 한 지하시설물 측량장치{SYSTEM FOR MEASURING POSITION OF CONSTRUCTION IN UNDERGROUND SURVEY BASED ON LASER AND GPS}

본 발명은 지하시설물 측량 기술 분야 중 지피에스와 레이저를 기반으로 한 지하시설물 측량장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저와 지피에스가 통합된 무선통신 기반을 이용하여 측량시 거리오차를 없애도록 거리측정 기능을 이중화하여 편리하고 정확하며 신속하게 지하시설물을 측량하고, 지피에스를 통해 측량 지점의 좌표를 즉시 확인하여 지하시설물의 원점에 대한 위치인식 정확도를 높일 수 있도록 한 지피에스와 레이저를 기반으로 한 지하시설물 측량장치에 관한 것이다.

상,하수도 라인 및 각종 통신용 라인과, 도심지 구성을 위한 다양한 기반시설물(이하 '지하시설물')은 지하에 매설돼 보관 및 보호된다.

따라서, 상기 지하시설물이 매설된 후에는 외부로 노출되지 못하므로, 지상에서는 해당 지하시설물의 매설위치와 지하시설물의 종류 등을 알 수 없다.

하지만, 유사시 문제가 발생한 지하시설물의 보수 및 관리를 위해, 지하시설물의 매설 위치는 정확히 확인되어야 하고, 확인된 위치는 기록으로 남겨서 검색 대상인 해당 지하시설물 관리가 효과적으로 이루어지도록 해야 한다.

종래에는 지하시설물의 위치를 확인하고 이를 기록으로 남기기 위해 다수의 측정 작업자가 요구되었다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 종래에는 지하시설물이 매설되면 토사 등을 되메우기 전에, 측정 작업자 중 1명은 타깃을 지지한 채 서있고, 다른 측정 작업자는 지상에서 토털스테이션과 같은 공지,공용의 측량장비를 이용해서 상기 타깃의 위치를 확인한 후 해당 지하시설물의 위치를 측정 및 연산했다.

이때, 종래 타깃은 프리즘으로 명명되는 오목한 반구형상을 한 공지,공용의 도구로, 타깃을 지지하고 있는 자측정 작업가 타깃의 오목한 부분이 측량장비를 향하도록 조정해서, 측량장비가 타깃을 향해 광파를 발신하고, 타깃은 상기 광파를 발신위치로 정반사하며, 상기 측량장비는 상기 광파를 다시 수신하는 모습이 되도록 했다. 즉, 지하시설물의 위치를 측정해서 이를 기록하기 위해서는 타깃이 측량장비를 향하도록 조정하는 자측정 작업와, 측량장비를 조작하는 자측정 작업가 등, 최소한 2명 이상의 자측정 작업가 현장에 투입되어야 하는 것이다.

그런데, 지하시설물의 위치 측정을 위한 용역 단가는 낮아지고 인건비는 오히려 증가하면서, 지하시설물의 위치를 측정하는 용역의뢰에 대한 기피현상이 발생했다. 하지만, 지하시설물의 위치측정결과는 지하시설물에 대한 원활한 보호 및 관리를 위한 자료로 쓰임은 물론 인접지역에 대한 토목 및 건축 시공시 중요한 기반자료로 활용되므로, 지하시설물의 위치 측정 작업은 도심기반 시설 정보를 수집하는 과정에서 없어서는 안될 중요한 업무이다.

또한, 지하시설물의 위치측정 결과는 해당 지하시설물에 대한 보호 및 관리는 물론 전술한 바와 같이 인접지역에 대한 토목 및 건축 시공시 중요한 기반자료로서 활용되므로, 상기 위치측정 결과에 대한 신뢰도와 정확도는 매우 중요하다.

따라서, 지하시설물의 위치측정 작업을 경제적으로 수행할 수 있으면서도, 그 측정 결과에 대한 정확도와 신뢰도를 담보할 수 있는 방안이 요구되었다.

대한민국 특허 등록번호 제0973591호(2010.07.27.) "지하시설물의 실시간 위치측정을 위한 1인 측량타킷"

본 발명은 상술한 바와 같은 보완 요청에 의해 창출된 것으로, 레이저와 지피에스가 통합된 무선통신 기반을 이용하여 측량시 거리오차를 없애도록 거리측정 기능을 이중화하여 편리하고 정확하며 신속하게 지하시설물을 측량하고, 지피에스를 통해 측량 지점의 좌표를 즉시 확인하여 지하시설물의 원점에 대한 위치인식 정확도를 높일 수 있도록 한 지피에스와 레이저를 기반으로 한 지하시설물 측량장치을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, GPS수신부(246)와 레이저 거리측정기(230)를 탑재한 측량장비(200)와; 상기 측량장비(200)로 지하시설물(10)과 관련된 정보를 제공하는 측량타깃(100e);을 포함하는 지하시설물 측량장치에 있어서;

상기 측량타깃(100e)은 내부가 비어 있고 상부가 개방된 원통형상의 타깃하우징(310)과; 상기 타깃하우징(310)의 개방된 상면을 밀폐하도록 안착되는 커버체(320);로 이루어지되,

상기 상기 타깃하우징(310)의 내부 바닥면 중앙에는 원통형상이고 내주면에 나사산이 형성된 중앙보스(312)가 돌출되고;

상기 중앙보스(312)를 기준으로 그 외측 둘레에는 배터리(330)와 컨트롤박스(340)가 설치되며;

상기 타깃하우징(310)의 하부면 중앙에는 하방향으로 돌출된 사각형상의 고정돌기(350)가 구비되고;

상기 고정돌기(350)의 하단면에는 하우징접속단자(352)가 돔스위치 형태로 돌출되게 구비되며;

상기 커버체(320)의 하단면 중앙에는 상기 중앙보스(312)의 내부로 끼워지면서 나사결합되는 볼스크류(322)가 일체로 돌출 형성되고;

상기 커버체(320)의 내부에는 회동모터(M)가 내장되고, 회동모터(M)의 모터축(MS)는 상기 볼스크류(322)의 내부로 연장된 후 고정핀(360)에 의해 상기 볼스크류(322)와 결속되며;

지하시설물(10)의 직상방에는 사각판상의 지지판(400)이 표면만 노출된 상태로 매립되고;

상기 지지판(400)의 상면 중앙에는 상기 고정돌기(350)가 끼워지는 사각홈을 갖는 사각고정구(410)가 돌출되며, 상기 사각고정구(410)의 바닥면에는 상기 하우징접속단자(352)와 접속되는 돔형상의 지지판 단자(412)가 설치되고;

상기 지지판 단자(412)는 상기 지지판(400)에 내장된 제어기(414)와 연결되는데, 상기 제어기(414)는 매립된 지하시설물(10)의 종류, 깊이, 좌표, 매립년월일 에 대한 정보를 포함하며, 상기 측량타깃(100e)은 교체 사용되는 것을 특징으로 하는 지피에스와 레이저를 기반으로 한 지하시설물 측량장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 무인방식의 타깃을 사용하여 지상에서 자측정 작업 1인이 토털스테이션과 같은 측량장비를 통해 지하시설물에 대한 위치를 정확하게 측정하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 측량타깃의 제1실시예를 도시한 도면이고,
도 2는 토탈스테이션의 모습을 도시한 사시도이고,
도 3은 측량타깃의 표면 모습을 일부 확대 도시한 도면이고,
도 4는 상기 제1실시예의 실시모습을 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 측량타깃의 제2실시예를 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 측량타깃의 제3실시예를 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명에 따른 측량타깃의 제4실시예를 도시한 도면이고,
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 측량타깃의 제5실시예를 도시한 도면이고,
그리고
도 10은 본 발명에 따른 측량장치를 구성하는 측량방식의 이중화 구성을 보인 블럭도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 측량타깃(100a)은 지하에 매설되는 각종 지하시설물 등의 매설위치와 깊이 등을 현장에서 정확히 측정해서 이를 기록에 남길 수 있도록 하는 도구로, 상기 지하시설물에 부착되어서 토털스테이션과 같은 공지,공용의 측량장비(200)의 측량 대상이 된다.

본 발명에 따른 측량타깃(100a)은 지하시설물의 매설깊이에 상관없이 지상에 위치한 측량장비(200)에 의해 감지될 수 있도록 길이조정이 가능하게 구성된다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 도 1의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 측량타깃(100a)은 지하시설물에 연결되는 고정자(110)와, 고정자(110)에 고정되는 힌지(120)와, 힌지(120)에 회동가능하게 고정되는 막대(130)로 구성된다.

막대(130)는 하단이 힌지(120)와 연결되는 관 형상의 모체(131)와, 모체(131)의 길이방향을 따라 삽탈하면서 막대(130)의 길이를 조정하는 자체(132)로 구성될 수 있다.

참고로, 둘 이상의 자체(132)를 모체(131)와 일렬로 연결시켜서, 막대(130)의 최장길이가 최단길이의 수 배에 이르도록 할 수도 있다.

즉, 본 발명에 따른 막대(130)에 통상적인 막대 안테나의 연결구조를 적용해서, 모체(131)로부터 자체(132)를 인출하는 형태로 막대(130)의 길이조정이 가능하도록 하는 것이다.

그리고, 힌지(120)와 회전가능하게 연결되는 모체(131)의 하단에는 연직추(131a)가 돌출 형성될 수 있다.

이때, 상기 연직추(131a)는 도시한 바와 같이, 하방을 향해 뿔 형태로 돌출된 돌기로, 힌지(120)를 기준으로 막대(130)를 회동하는 과정에서 막대(130)의 하단이 지면의 어디를 향하는지를 자측정 작업자가 육안으로 가늠할 수 있도록 한다.

이 경우, 연직추(131a)와 지면(또는 지하시설물의 일지점)의 간격은 상대적으로 원거리가 아니므로, 자측정 작업자는 연직추(131a)의 방향을 개략적이면서 비교적 정확히 인지할 수 있고, 이를 통해 측량장비(200)에서 확인되는 측량타깃(100a)의 위치가 지하시설물의 어느 지점에 해당하는지를 추적할 수 있다.

계속해서, 막대(130)의 외면에는 눈금(미도시함)이 형성될 수 있다. 눈금은 자측정 작업자가 측량장비(200)의 조준점이 어디인지를 가늠할 수 있도록 하는 것으로, 이를 기준으로 측량타깃(100a)이 가리키는 지하시설물의 위치가 어디인지를 연산할 수 있다.

그리고, 고정자(110)는 지하시설물의 일지점에 부착 고정되는 것으로, 일정한 자중을 가지면서 자성 재질로 제작되는 것이 바람직하다.

일반적으로, 지하시설물은 금속재, 특히 자화 가능한 철재로 주로 제작된다.

이러한 지하시설물의 특성을 고려해서 고정자(110)를 자성 재질로 제작할 경우, 현장의 자측정 작업자는 측량타깃(100a)을 철재 지하시설물에 인접시키는 것만으로도 고정자(110)에 의한 측량타깃(100a)의 안정된 위치고정을 실현할 수 있고, 아울러 지하시설물에 부착한 측량타깃(100a)은 다른 자측정 작업자가 잡고 있지 않아도 바람과 같은 각종 자연력 등에 저항해 현 위치를 안정적으로 유지할 수 있으므로, 측량장비(200)를 조작하는 자측정 작업자 혼자서도 정확한 위치측정 작업을 진행할 수 있다.

또한, 고정자(110)를 일정한 무게 이상이 되도록 제작해서, 부도체 재질의 지하시설물에서도 고정자(110)의 자중이 앵커 기능을 발휘하도록 할 수도 있음은 물론이다.

아울러, 힌지(120)는 고정자(110)와 막대(130)를 서로 회동가능하게 체결하는 수단으로, 고정자(110)와는 회전축(122)을 매개로 고정되고, 막대(130)와는 고정수단(121)을 매개로 고정된다.

이때, 회전축(122)은 고정자(110)와 회전가능하게 맞물려서, 힌지(120)가 회전축(122)을 중심으로 고정자(110)에서 회전할 수 있도록 하고, 고정수단(121)은 고정자(110)와 회전가능하게 고정되는 'ㄷ' 형상 프레임(123)과 막대(130)를 회전가능하게 관통하는 볼트(121a)와, 프레임(123)이 막대(130)를 감싸 조여서 현 상태를 유지할 수 있도록 가압하는 너트(121b)로 구성된다.

따라서, 자측정 작업자는 현장 상황에 따라 막대(130)의 위치를 조정한 후, 너트(121b)가 볼트(121a)를 따라 이동하도록 너트(121b)를 조이거나 풀어서, 위치가 조정된 막대(130)의 현 위치가 유지되도록 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 힌지(120)는 자측정 작업자가 현장에서 막대(130)의 수직 상태를 맞추기 위해 고정자(110)를 기준으로 막대(130)를 움직일 수 있도록 함은 물론, 맞추어진 막대(130)의 수직 상태가 유지될 수 있도록 고정하는 기능을 포함한다.

즉, 자측정 작업자는 너트(121b)의 조임을 해제한 상태에서 막대(130)를 회동시켜 그 수직 상태를 맞춘 후 너트(121b)를 다시 조여서 힌지(120)가 막대(130)를 감싸쥐도록 할 수 있는 것이다.

한편, 막대(130)의 수직 상태 확인은 공지,공용의 기포관(미도시함)을 통해 이룰 수 있다.

참고로, 기포관은 기포의 움직임을 확인해서, 기포관이 설치된 대상물의 수평상태를 자측정 작업자가 육안으로 확인할 수 있도록 하는 기구로, 막대(130)의 최상단에 탈부착 가능하게 고정될 수 있고, 자측정 작업자는 지상(도 4 참조)에서 막대(130)의 최상단에 배치된 기포관의 기포 위치를 육안으로 확인하면서 막대(130)를 회동시켜서, 상기 막대(130)를 수직 상태로 조정할 수 있다.

토털스테이션은 각도와 거리를 함께 측정할 수 있는 공지,공용의 측량장비(200)로, 전자식 세오돌라이트(electronic theodolite)와 광파측거기(EDM: electro-optical instruments)가 하나의 기기로 통합되어 있어서, 측정한 자료를 빠르게 처리해 결과를 출력할 수 있는 전자식 측거ㆍ측각기이다.

종류에는 광파측거기에 측각기능을 부가한 광파측거기 주체형과, 광학식 세오돌라이트에 광파측거기를 부착한 광학식 세오돌라이트 주체형과, 전자식 세오돌라이트에 광파측거기를 부착한 전자식 세오돌라이트 주체형 등이 있다.

토털스테이션의 통상적인 구조는 안정된 지지를 위한 삼발이(210)와, 삼발이(210)에 지지 고정되는 본체(220)로 구성된다.

이때, 본체(220)는 광파측거기(221)와, 광파측거기(221)의 상하 이동으로 생기는 연직각을 측정하는 연직각 검출부(미인출함)와, 본체(220)의 좌우 회전으로 생기는 수평각을 측정하는 수평각 검출부(미인출함)와, 본체(220)의 수평을 측정하고 보정하는 틸팅 센서(미인출함) 4가지 구조로 되어 있다.

초기에는 수평거리와 고저차의 변환은 나중에 별도로 계산하는 방식이었으나 전자기술의 발달로 광파측거기(221)에 계산 기능이 내장되고, 상기 연직각 및 수평각 측정을 위한 상기 검출부가 점차 소형화ㆍ경량화되면서 지금의 모습을 갖추게 되었다. 상기 토털스테이션의 종류로는 광파측거기(221)에 측각 기능을 부가한 광파측거기 주체형과, 광학식 세오돌라이트에 광파측거기(221)를 부착한 광학식 세오돌라이트 주체형과, 전자식 세오돌라이트에 광파측거기를 부착한 전자식 세오돌라이트 주체형 등이 있다.

계속해서, 본 발명에 따른 측량타깃(100a)의 표면에는 재귀반사를 위한 필름형태의 재귀반사체(130a)가 포장된다.

재귀반사란, 광원으로부터 온 빛이 물체의 표면에서 반사되어 다시 광원으로 돌아가는 현상을 뜻하는 것으로, 광원으로부터 조사되는 빛의 각도에 상관없이 재귀반사체(130a)는 해당 빛을 광원 방향으로 반사시키는 물리적 성질을 갖는다.

재귀반사체(130a)는 널리 알려진 바와 같이, 외면이 곡면 또는 3면체의 절곡면 형태로 오목하게 형성된 요철을 이루고, 3면체의 절곡면 형태가 적용될 경우엔 도 3의 원 안에 도시한 바와 같은 모습을 갖는다.

도 4는 상기 제1실시예의 실시모습을 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

지하시설물(10)의 매설을 위해 절개지(30)에 매설 대상이 되는 지하시설물(10)을 설치한 후 절개지(30)를 다시 매립하기 전, 자측정 작업자는 지하시설물(10)의 위치를 확인하기 위해 본 발명에 따른 측량타깃(100a)을 해당 지하시설물(10)에 설치할 수 있다.

이때, 지하시설물(10)이 자화 가능한 금속성 재질일 경우, 측량타깃(100a)에 구성된 자성을 갖는 고정자(110)는 자력으로 측량타깃(100a)과 지하시설물(10)을 상호 연결 및 고정해서, 측량타깃(100a)이 쓰러짐 없이 지하시설물(10)에 안정적으로 입설 배치되도록 한다.

한편, 절개지(30)에는 해당 지하시설물(10) 외에도 다른 지하시설물(20)이 함께 매설될 수 있고, 다른 지하시설물(20)의 매설 위치가 도시한 바와 같이 해당 지하시설물(10)의 바로 위쪽을 가리는 위치일 수도 있다.

따라서, 지하시설물(10, 20)의 배치 모습이 도시한 바와 같을 경우엔, 하부에 위치한 해당 지하시설물(10)의 위치 측정은 곧은 막대 형상의 측량타깃으로는 곤란함이 있었다.

하지만, 본 발명에 따른 측량타깃(100a)은 힌지(120)를 매개로 회동가능한 구조를 이루므로, 상부에 위치한 지하시설물(20)을 회피해서 측량타깃(100a)의 막대(130)를 곧게 입설시킬 수 있고, 지상에서는 자측정 작업자가 절개지(30)로부터 곧게 인출된 측량타깃(100a)의 막대(130)를 측량장비(200)를 이용해 감지해서 하부에 위치한 해당 지하시설물(10)의 실제 매설 위치를 측정할 수 있다.

또한, 막대(130)는 힌지(120)를 매개로 고정자(110)와 회동 가능하게 되므로, 측량타깃(100a)의 고정자(110)가 안착되는 지하시설물(10)의 외면이 경사지거나 평면이 아닌 굴곡면이더라도, 고정자(110)를 기초로 입설되는 막대(130)가 항시 곧게 되도록 위치시킬 수 있다.

참고로, 도심지의 지하시설물(10, 20)은 상하수관은 물론 각종 통신라인 및 지중전선 라인 등이 상호 인접 매설되므로, 이웃하는 다른 지하시설물(10, 20)에 의해 그 위치에 대한 확인이 곤란할 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 측량타깃(100a)은 이웃하는 다른 지하시설물(10, 20)의 간섭을 회피해 해당 지하시설물에 대한 정확한 위치확인을 할 수 있도록 되므로, 도심지의 지하시설물에 대한 위치 정보 데이터 구축작업을 정확하면서도 비교적 용이하게 수행할 수 있는 이점이 있다.

도 5는 본 발명에 따른 측량타깃의 제2실시예를 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 제2실시예인 측량타깃(100b)은 지지수단(140)을 더 포함한다. 지지수단(140)은 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 지하시설물(10)의 외형에 상응하는 형상을 한 클립(141)과, 클립(141)의 일 지점에 설치되어서 측량타깃(100b)의 고정자(110)와 탈부착 가능하게 연결되는 링커(142)로 구성된다.

클립(141)은 일정한 탄성을 갖는 재질로 제작되어서, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 탄성에 의해 지하시설물(10)의 둘레를 강제로 감싸면서 상기 지하시설물(10)에 고정될 수도 있고, 벨트와 같은 가요성 재질로 제작되고 말단에는 공지,공용의 버클(미도시함) 또는 벨크로 테입(미도시함)과 같은 결속수단이 설치되어서, 이를 매개로 지하시설물(10)의 둘레를 감싸듯 탈부착 가능하게 고정될 수도 있을 것이다. 참고로, 상기 결속수단을 매개로 클립(141)의 양단을 서로 고정하는 실시예가 적용될 경우엔, 클립(141)의 길이를 지하시설물(10)의 둘레를 감쌀 수 있는 충분한 길이로 제작하거나, 고무줄과 같이 신축성이 있는 재질로 제작되어야 함은 당연할 것이다.

링커(142)는 클립(141)의 일 지점에 고정 배치되어서, 막대(130)의 하단에 위치되는 고정자(110)와 탈부착하는 것으로, 고정자(110)는 자력을 발하므로, 이에 상응해서 링커(142)는 자력에 반응해 부착되는 재질로 제작된다.

결국, 자측정 작업자는 막대(130)와는 분리된 지지수단(140)을 지하시설물(10)에 감싸서 우선 고정한 후, 지지수단(140)의 링커(142)에 고정자(110)를 부착시켜서, 막대(130)가 링커(142) 및 고정자(110)를 기초로 입설되도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 측량타깃의 제3실시예를 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 측량타깃(100c)은 입면체 형상의 구조물로, 외면에는 재귀반사체가 포장됨은 물론 측량장비(200)의 조준을 위한 조준점(101)이 표시된다.

한편, 도 6의 (a)에 도시된 AA'선 단면도인 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 측량타깃(100c)에는 자성을 갖는 고정자(110')가 내설되어서, 이 고정자(110')를 매개로 지하시설물(10)에 안정하게 고정된다.

즉, 자측정 작업자가 위치 측량 대상이 되는 지하시설물(10)의 해당 위치에 본 발명에 따른 제3실시예인 측량타깃(100c)을 올려놓으면, 측량타깃(100c)에 내설된 고정자(110')는 자력에 의해서 해당 지하시설물(10)에 부착돼 고정되는 것이다.

물론, 상기 자측정 작업자는 지상으로 이동해서 측량장비(200)의 광파측거기(221)를 측량타깃(100c)의 조준점(101)에 조준시킨 후 광파를 발사하면, 상기 광파는 측량타깃(100c)의 조준점(101)에 명중한 후 재귀반사체에 의해 반사되어서 측량장비(200)로 수신된다.

참고로, 측량장비(200)는 광파의 발신 및 수신 정보를 수집하고 이를 처리해서, 해당 지하시설물(10)의 위치정보를 확인한다.

본 발명에 따른 측량타깃(100c)은 지하시설물(10) 상에 안착해서 고정할 수 있는 입면체라면 그 형상에는 제한이 없을 것이나, 바람직하게는 도 6에 도시된 바와 같이 사면체 형상을 이루는 것이 좋을 것이다.

사면체는 삼각형의 측면을 갖는 입면체로서, 뿔 형상을 이루므로 상대적으로 상방에 위치하는 측량장비(200)가 측면에 표시된 조준점(101)을 상방에서 효과적으로 감지 및 조준할 수 있고, 동일한 방향을 향하는 측면의 면적이 동일한 체적을 갖는 입면체 중에서는 가장 넓으므로, 측량장비(200)를 통한 측량시 측량 결과에 대한 신뢰도를 높일 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 측량타깃의 제4실시예를 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 측량타깃(100d)의 제4실시예는 반구 형상을 한 입체물로, 지하시설물(10)과의 결속을 위해 고정자(110')를 구비함은 제3실시예로 제시된 측량타깃(100c)과 동일하다.

반구 형상의 측량타깃(100d)은 상방의 어느 방향에서도 정면을 향하므로, 측량장비(200)는 다양한 방향에서 정반사되는 광파를 수신할 수 있고, 이를 통해 측량장비(200)는 측량타깃(100d)이 위치한 지점에 대한 정보를 정확히 수집해 기록할 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 측량타깃의 제5실시예를 도시한 도면이고, 도 9는 그 설치상태를 보인 것인 바, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

특히, 도 8,9에 따른 제5실시예는 측량타깃(100e)의 설치 및 유지 보수는 물론 회수관리를 편리하게 하기 위해 개량된 것이다.

이러한 본 발명 제5실시예에 따른 측량타깃(100e)은 내부가 비어 있고 상부가 개방된 원통형상의 타깃하우징(310)을 포함한다.

이때, 상기 타깃하우징(310)의 내부 바닥면 중앙에는 동일형상이지만 더 작은 직경을 갖는 중앙보스(312)가 돌출된다.

특히, 상기 중앙보스(312)의 내주면에는 나사산이 형성된다.

그리고, 상기 타깃하우징(310)의 상단에는 둘레를 따라 안쪽 모서리 부분이 'ㄴ' 형상으로 절삭되어 단차면(314)을 형성한다.

여기에서, 상기 단차면(314)을 형성하는 이유는 후술될 커버체(320)가 안정적으로 안착 유지되도록 하기 위함이다.

따라서, 상기 중앙보스(312)의 돌출높이는 상기 단차면(310)과 동일선상을 유지하면 된다.

또한, 상기 중앙보스(312)를 기준으로 그 외측 둘레에는 상기 타깃하우징(310)의 바닥면에 고정되게 구비되는 배터리(330)와 컨트롤박스(340)를 더 포함한다.

뿐만 아니라, 상기 타깃하우징(310)의 하부면 중앙에는 하방향으로 고정돌기(350)가 돌출되는데, 상기 고정돌기(350)의 하단면에는 하우징접속단자(352)가 돔스위치 형태로 돌출되게 구비된다.

이때, 상기 하우징접속단자(352)는 상기 컨트롤박스(340)와 연결되어 제어되며, 컨트롤박스(340)의 구동전류는 상기 배터리(330)를 통해 얻는다.

한편, 상기 커버체(320)는 상단면이 돔형상을 이루고 하단면 중앙에는 상기 중앙보스(312)의 내부로 끼워지면서 나사결합되는 볼스크류(322)가 일체로 돌출 형성된다.

특히, 상기 볼스크류(322)의 길이 내부에는 축설치홈(324)이 일정길이 형성되고, 상기 축설치홈(324)의 상단은 상기 커버체(320)에 형성된 모터고정홈(326)과 연통된다.

뿐만 아니라, 상기 축설치홈(324)의 길이 일부에는 이와 직교되는 방향으로 볼스크류(322)를 직경방향으로 관통하여 축설치홈(324)과 연통되는 핀고정공(328)이 더 형성된다.

그리고, 상기 모터고정홈(326)에는 회동모터(M)가 삽입 고정되고, 회동모터(M)의 선단에 연결되어 있는 모터축(MS)은 상기 축설치홈(324) 속에 끼워지며, 모터축(MS)의 길이 일부에는 직교되게 관통된 핀홀(PH)이 형성되어 상기 핀고정공(328)과 일치된 상태에서 고정핀(360)으로 끼워 고정됨으로써 상기 모터축(MS)이 상기 볼스크류(322)와 일체를 이루게 된다.

또한, 상기 회동모터(M)도 상기 모터고정홈(326) 내부에 견고히 고정되어 상기 커버체(320)와 일체를 이루며, 상기 회동모터(M)의 상부에는 판상의 스페이서(SP)가 안착되고, 상기 스페이서(SP)의 상부에는 모터배터리(BT)가 안착되며, 상기 모터배터리(BT)는 밀폐커버(370)에 의해 견고히 고정된다.

이때, 상기 밀폐커버(370)는 그 둘레가 상기 커버체(320)의 상면에 나사체결되는 형태로 고정됨으로써 견고히 고정될 수 있다.

이렇게 구성되면, 상기 회동모터(M)의 회전방향에 따라 상기 커버체(320)의 볼스크류(322)는 모터축(MS)과 함께 회전하게 되므로 결국 커버체(320)가 전체적으로 회전되면서 상기 중앙보스(312)을 타고 상승하거나 혹은 하강하게 된다.

이 경우, 상기 중앙보스(312)의 상단부 둘레 일부에는 제1검출센서(SS1)가 매립되고, 상기 볼스크류(322)의 하단부 둘레 일부에는 제2검출센서(SS2)가 매립되어 상호 감지시 회동모터(M)의 구동을 정지시킴으로써 상기 커버체(320)의 분리 이탈을 방지하도록 구성된다.

이때, 상기 제1,2검출센서(SS1,SS2)는 근접센서가 바람직하다.

한편, 도 9의 예시와 같이, 지하시설물(10)의 직상방에는 사각판상의 지지판(400)이 표면만 노출된 상태로 매립된다.

그리고, 상기 지지판(400)의 상면 중앙에는 사각홈을 갖는 사각고정구(410)가 돌출되고, 상기 사각고정구(410)의 바닥면에는 돔형상의 지지판 단자(412)가 설치되며, 상기 사각고정구(410)에는 사각단면을 갖는 상기 고정돌기(350)가 삽입된다.

여기에서, 상기 지지판 단자(412)는 상기 지지판(400)에 내장된 제어기(414)와 연결되는데, 상기 제어기(414)는 매립된 지하시설물(10)의 종류, 깊이, 좌표, 매립년월일 등에 대한 정보를 포함하고 있는데, 이들 정보는 지지판(400) 설치시 입력하도록 하는 방식이 바람직하다.

또한, 상기 지지판(400)의 하단면은 유실방지와이어(WW)에 의해 지하시설물(10)과 결속되는데, 이를 통해 지각 변동에 의해 지지판(400)이 유실되지 않도록 하여 지하시설물(10)에 관한 정보를 안전하게 확보하도록 하기 위함이다.

이와 같이, 본 발명은 필요에 따라 측량타깃(100e)을 교체 사용하거나 회수, 재설치 등이 자유롭고, 타깃하우징(310)을 지지판(400)에 꽂게 되면 하우징접속단자(352)가 지지판 단자(412)와 접속되면서 지지판(400)이 가지고 있던 지하시설물(10)에 대한 정보를 자동으로 전송시켜 타깃하우징(310) 상의 정보를 업데이트시키게 된다.

때문에, 타깃하우징(310)이 신품으로 제작되어 새로 설치되더라도 설치되는 순간 지하시설물(10)에 대한 정확한 정보를 자동으로 인식할 수 있게 되어 측량시 이를 제공할 수 있게 된다.

특히, 커버체(320)의 외표면에는 좌표 정보를 확인하거나 보정할 수 있도록 위성과 통신가능한 GPS수신기(GPR)를 더 포함한다.

그리고, 상기 타깃하우징(310)의 둘레면은 앞서 설명한 재귀반사체(130a)로 형성된다.

아울러, 상기 커버체(320)의 표면은 오염방지성을 높이기 위해 내오염성 물질로 코팅되는데, 상기 내오염성 물질은 아크릴 에멀젼 100중량부에 대해, 알루미나 분말 4중량부, 2-히드록시에틸메타크릴산(2-HEMA) 3중량%, 아미노프로필트리에톡시실란 3중량부, 규산소다 2중량부, 셀룰로우즈아세테이트부트레이트 2중량부를 혼합하여 이루어지고, 이렇게 혼합된 내오염성 물질을 일정두께, 바람직하게는 0.2mm의 두께로 커버체(320)의 표면에 스프레이 코팅되어 사용됨이 바람직하다.

이때, 상기 아크릴 에멜젼은 유연성, 내마찰력, 내마모성, 내한성, 내광성 등 고른 기능을 갖추고 있고 가격이 저렴하기 때문에 내오염성 물질의 주성분으로 적당하며, 특히 내광성 높고, 오랫동안 UV에 노출되어도 변색이 없기 때문에 바람직하다.

그리고, 상기 알루미나는 알루미늄과 산소의 화합물로서, 상기 이트리아와 결합하여 복합산화물막을 형성함으로써 강도 향상을 위해 사용된다.

아울러, 상기 2-히드록시에틸메타크릴산(2-HEMA)은 빛과 수분에 민감하고 모노머는 친수성을 띠는데 본 발명에서는 조성물의 안정화를 위해 첨가된다.

또한, 상기 아미노프로필트리에톡시실란은 수지와 무기계 첨가물들의 커플링성을 증대시키기 위해 첨가되며, 특히 결합성, 접착성, 표면강도를 높이는데 기여한다.

뿐만 아니라, 상기 규산소다(Sodium Silicates)는 겔화를 유도하여 표면 저항력을 높이고, 내구성을 향상시킨다.

마지막으로, 상기 셀룰로우즈아세테이트부트레이트는 접착성도 뛰어날 뿐만 아니라, 신축변형성이 우수하여 굴신시에도 박리성을 억제하는 특징이 있어 첨가된다.

이러한 내오염성 물질의 내오염성을 확인하기 위해 커버체(320)의 표면에 물을 스프레이하여 퍼짐(번짐) 현상이 발생하는지를 확인하였다.

확인 결과, 물방울이 맺히면서 흘러내렸고, 번짐현상이 발생하지 않았다. 이를 통해 내오염성이 우수한 것으로 확인되었다.

이에 더하여, 본 발명은 도 10과 같이, 거리측정 기능의 이중화 기술과, 지피에스 측정 기술을 더 접목하여 측량시 거리 측정오차를 없애고, 지하시설물의 좌표를 지피에스로부터 즉시 확인 저장이 가능하도록 하여 정확성을 높이도록 구성된다.

예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명은 본체(220)에 구비된 광파측거기(221) 외에 별도로 레이저 거리측정기(230)가 더 구비된다.

상기 레이저 거리측정기(230)는 레이저발진기로서, 레이저빔을 조사한 후 반사판(130b)을 통해 되돌아오는 레이저빔의 시간차를 통해 거리를 측정하는 유닛으로서 공지된 것이다.

이를 위해, 본 발명에서는 상기 레이저 거리측정기(230)로부터 방출된 빔을 조사받은 후 반사시킬 수 있는 수단으로 반사판(130b)이 더 구비되는데, 상기 반사판(130b)은 일종의 거울로서, 상기 막대(130) 상의 특정 지점에 설치되거나, 도 8의 제5실시예의 경우에는 타깃하우징(310)의 둘레면 중 대응되는 일지점에 설치되면 된다.

따라서, 본 발명은 광파측거기(221)와 재귀반사체(130a)의 조합을 통한 1차 거리측정값과, 레이저 거리측정기(230)와 반사판(130b)의 조합을 통한 2차 거리측정값을 함께 취득한 후 이들 값의 차를 확인하여 거리 오차를 없애도록 함으로써 거리측량에 있어 측량기술의 이중화를 통해 더욱 더 정확한 거리 측정이 가능하도록 구현된다.

이와 같이 거리오차를 줄여야 하는 이유는 측량시 미소한 각도 오차만으로도 실제상에서는 현저한 거리 오차를 발생시키기 때문이며, 이것이 지도상에 표시될 때에는 더욱 더 그러하기 때문이다.

이러한 거리 측정기술의 이중화를 위해, 본체(220)에 구성된 측량장비제어부(240)에는 비교연산부(242)와, 메모리(244)가 더 구비된다.

상기 비교연산부(243)는 상기 레이저 거리측정기(230)가 계측한 거리값과, 상기 광파측거기(221)가 계측한 거리값을 비교판독하여 오차 여부를 확인하고, 측정값의 일치여부를 판단하게 된다.

이때, 계측값의 오차 범위는 ±1/10000mm가 바람직하다.

아울러, 상기 비교연산부(243)는 비교 연산시, 각 계측값들을 메모리(244)에 저장한 후 입출력하여 비교 연산시 활용하게 되며, 연산된 값은 다시 메모리(244)에 저장되고, 입,출력부(250)를 통해 출력되어 계측장비(200)의 본체(220)에 마련된 디스플레이로 표시된다.

이를 위해, 상기 측량장비제어부(240)에는 입,출력부(250)가 더 연결되며, 상기 입,출력부(250)는 설정 등을 위한 입력시 또는 계측데이터, 산술연산값 등을 출력할 때 사용된다.

뿐만 아니라, 상기 측량장비제어부(240)에는 현지조사 확인을 위한 조사확인부(260)가 별도의 버튼 형태로 입,출력부(250)와 별개로 할당되어 있어, 측량시 산출값들과 위치 확인이 완료된 후 측량기사가 상기 조사확인부(260)를 통해 완료신호를 입력하면, 상기 측량장비제어부(240)는 계측작업을 완료하고, 후술되는 지피에스에 의한 좌표값과 함께 최종 계측값을 무선통신부(270)를 통해 원격지서버(미도시)로 전송함으로써 현지조사 확인까지 종료시킬 수 있도록 구성된다.

이 경우, 상기 원격지서버는 메인측량서버로서, 관리회사나 국가기관 혹은 지자체 기관 등에서 구축된 서버일 수 있다.

아울러, 상기 무선통신부(270)는 통신을 위한 안테나를 구비하며, 상기 원격지서버와 무선통신하도록 구성되며, 상기 측량장비제어부(240)와 연결 제어된다.

또한, 상기 측량장비제어부(240)에는 지피에스수신부(246)와 좌표연산부(248)가 더 연결된다.

상기 지피에스수신부(246)는 위성을 통해 지피에스(GPS) 정보를 수신하며, 수신된 정보는 측량장비제어부(240)와 좌표연산부(248) 및 메모리(244)의 조합을 통해 측량장비(200)인 본체(220)의 좌표로부터 타깃이 설치된 위치, 다시 말해 지하시설물의 위치를 좌표값으로 정확하게 산출한다.

이때, 앞서 취득한 거리측정값이 활용된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 시스템은 거리 측정오차를 없앰으로써 지하시설물의 위치를 정확하게 계측할 수 있다.

110: 고정자 120: 힌지
130: 막대 200: 측량장비
210: 삼발이 220: 본체
230: 레이저 거리측정기 240: 측량장비제어부
242: 비교연산부 244: 메모리
246: 지피에스수신부 248: 좌표연산부
260: 조사확인부 270: 무선통신부

Claims (1)

1. GPS수신부(246)와 레이저 거리측정기(230)를 탑재한 측량장비(200)와; 상기 측량장비(200)로 지하시설물(10)과 관련된 정보를 제공하는 측량타깃(100e);을 포함하는 지하시설물 측량장치에 있어서;
   상기 측량타깃(100e)은 내부가 비어 있고 상부가 개방된 원통형상의 타깃하우징(310)과; 상기 타깃하우징(310)의 개방된 상면을 밀폐하도록 안착되는 커버체(320);로 이루어지되,
   상기 상기 타깃하우징(310)의 내부 바닥면 중앙에는 원통형상이고 내주면에 나사산이 형성된 중앙보스(312)가 돌출되고;
   상기 중앙보스(312)를 기준으로 그 외측 둘레에는 배터리(330)와 컨트롤박스(340)가 설치되며;
   상기 타깃하우징(310)의 하부면 중앙에는 하방향으로 돌출된 사각형상의 고정돌기(350)가 구비되고;
   상기 고정돌기(350)의 하단면에는 하우징접속단자(352)가 돔스위치 형태로 돌출되게 구비되며;
   상기 커버체(320)의 하단면 중앙에는 상기 중앙보스(312)의 내부로 끼워지면서 나사결합되는 볼스크류(322)가 일체로 돌출 형성되고;
   상기 커버체(320)의 내부에는 회동모터(M)가 내장되고, 회동모터(M)의 모터축(MS)는 상기 볼스크류(322)의 내부로 연장된 후 고정핀(360)에 의해 상기 볼스크류(322)와 결속되며;
   지하시설물(10)의 직상방에는 사각판상의 지지판(400)이 표면만 노출된 상태로 매립되고;
   상기 지지판(400)의 상면 중앙에는 상기 고정돌기(350)가 끼워지는 사각홈을 갖는 사각고정구(410)가 돌출되며, 상기 사각고정구(410)의 바닥면에는 상기 하우징접속단자(352)와 접속되는 돔형상의 지지판 단자(412)가 설치되고;
   상기 지지판 단자(412)는 상기 지지판(400)에 내장된 제어기(414)와 연결되는데, 상기 제어기(414)는 매립된 지하시설물(10)의 종류, 깊이, 좌표, 매립년월일 에 대한 정보를 포함하며, 상기 측량타깃(100e)은 교체 사용되는 것을 특징으로 하는 지피에스와 레이저를 기반으로 한 지하시설물 측량장치.
   

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