KR101791955B1 - 측량정보의 오차발생 범위를 최소화하는 수준 측지측량 장치 - Google Patents

측량정보의 오차발생 범위를 최소화하는 수준 측지측량 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 측량정보의 오차발생 범위를 최소화하는 수준 측지측량 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 GPS를 이용한 측정점의 표고정보와, 표척과 레벨기를 이용하여 측량한 측정점의 표고정보를 상호 비교하여 오차 발생여부를 확인함으로써 보다 정확한 수준 측량이 가능하도록 개선된 측량정보의 오차발생 범위를 최소화하는 수준 측지측량 장치에 관한 것이다.

Description

측량정보의 오차발생 범위를 최소화하는 수준 측지측량 장치{Level that minimizes the error occurrence range of the survey information Geodetic survey apparatus}
본 발명은 측지측량 기술 분야 중 측량정보의 오차발생 범위를 최소화하는 수준 측지측량 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 GPS를 이용한 측정점의 표고정보와, 표척과 레벨기를 이용하여 측량한 측정점의 표고정보를 상호 비교하여 오차 발생여부를 확인함으로써 보다 정확한 수준 측량이 가능하도록 개선된 측량정보의 오차발생 범위를 최소화하는 수준 측지측량 장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 토목설계나 건축설계 등을 위해서는 측량이 먼저 이루어진다.
측량이란 수평거리와 고저차 및 방향을 측정하여 점들의 상호간의 위치를 결정하여 이를 도면이나 수치로 표시하고, 또한 현장에서 측설하는 제반 활동을 지칭한다.
이 중에서 수준(level) 측량은 표척(스타프)과 레벨기를 이용하여 두 지점간의 높이차를 구하는 측량이다.
이러한 수준측량은 일반적으로 다음과 같이 이루어진다(도 1, 공개특허 10-2011-0088329호 참조).
우선 표척수가 표고를 알고 있는 지상기준점에 표척을 세우고, 기계수는 일정거리 떨어진 제1관측점에서 레벨기로 표척의 눈금을 읽는다.
이후 상기 표척수가 제1지점으로 이동하여 표척을 세우고, 기계수가 제1지점 표척의 눈금을 읽는다. 여기서 지상기준점과 제1지점에서 읽은 눈금의 차와 지상기준점의 표고로부터 제1지점의 표고가 구해진다.
다음으로 기계수는 제1지점 뒤의 제2관측점으로 이동한 후에 표척수가 표척을 제자리에서 방향전환시켜, 표척이 레벨기를 바라보도록 하면 기계수는 레벨기로 표척의 눈금을 읽는다.
이후 표척수가 제2지점으로 이동하여 표척을 세우고, 기계수가 제2지점 표척의 눈금을 읽는다. 여기서 제2관측점에서 읽은 제1지점과 제2지점의 눈금 차이로부터 제2지점의 표고가 구해진다.
이와 같은 방식으로 표척과 레벨기를 계속해서 이동시키고, 각 지점에서 표척과 레벨기의 방향을 전환시켜 눈금을 읽어 목표지점까지 각 지점의 표고를 구한다.
한편 상기 측량을 함에 있어, 종래에는 표척 주변으로 조류 또는 날벌레 등이 접근하여 기계수가 표척을 정확하게 관찰하기 어려워, 정밀한 수준 측량이 어려웠다.
또한 종래에는 제자리에서 표척의 방향을 전환시켜 눈금을 읽어야 하므로 지면의 상태에 따라 여러 가지 오차가 발생되며, 표척을 정확히 세우기 어려워 표척수가 표척을 잡고 있어야만 했다.
뿐만 아니라, 종래에는 표척 표면에 먼지 등이 묻어 눈금이 정확히 보이지 않을 경우, 표척수는 길이가 긴 표척을 닦아야 하는데, 이럴 경우 표척을 잡으면서 닦기가 매우 어려웠다.
그리고 종래에는 상기 측정된 표고 정보 및 표고 정보에 따른 평면 좌표를 통합적으로 확인할 수 없어, 효율적인 관리가 어려웠다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1227188호(2013.01.22.) '측지측량데이터의 오차발생을 최소화하는 수준측량시스템'
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, GPS를 이용한 측정점의 표고정보와, 표척과 레벨기를 이용하여 측량한 측정점의 표고정보를 상호 비교하여 오차 발생여부를 확인함으로써 보다 정확한 수준 측량이 가능하도록 개선된 측량정보의 오차발생 범위를 최소화하는 수준 측지측량 장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 레이저를 발진하는 측정기(100)와, 상기 측정기(100)에서 발진된 레이저의 타겟이 되는 표척기(400) 및 상기 측정기(100)와 표척기(400)의 측정 및 계측에 관한 데이터를 송수신하고 제어하는 메인서버(500)를 포함하되; 상기 측정기(100)는 고정체인 수조(110)와, 상기 수조(110)의 중심에 고정되는 고정기둥(120)과, 상기 고정기둥(120)에 조립되는 유동기둥(130)과, 상기 유동기둥(130)의 상단에 조립되는 회전기둥(140)과, 상기 회전기둥(140)에 고정된 레이저고정박스(150)와, 상기 레이저고정박스(150)에 내장되어 상하방향으로 각도조절가능하게 설치되는 레이저발진기(160)를 포함하고; 상기 수조(110)는 상부가 개방된 원통형상이며, 내부 중앙에는 원통형상의 보스(112)가 형성되고, 상기 보스(112)의 외주면과 상기 수조(110)의 내주면 사이에는 저수공간(114)이 형성되며, 상기 고정기둥(120)은 상하단이 개방된 원통형상으로 형성되고, 하단부가 상기 보스(112)에 나사결합되며, 상기 고정기둥(120)의 내부에는 승강모터(200)가 내장되고, 상기 승강모터(200)의 모터축(210)은 승강모터(200)의 상하로 돌출되며, 모터축(210)의 내부는 중공되어 볼스크류(BS)가 관통된 상태로 스크류 결합되고, 상기 승강모터(200)의 양측면에는 모터고정구(220)가 더 구비되어 상기 승강모터(200)를 고정기둥(120) 속에 고정되며, 모터고정구(220)가 구비되지 않은 양쪽 공간으로는 가이드바(GB)가 배열되고, 상기 고정기둥(120)의 개방된 상단에는 마개(122)가 조립되는데 상기 마개(122)의 중앙에는 상기 볼스크류(BS)가 관통하는 중앙통공(122a)이 형성되며, 상기 중앙통공(122a)과 간격을 두고 직경방향으로 대칭되게 한 쌍의 가이드공(122b)이 형성되어 상기 가이드바(GB)가 관통될 수 있도록 구성되고, 상기 볼스크류(BS)의 상단은 상기 유동기둥(130)의 하단면 중심에 제자리 회전가능하게 조인트되며, 상기 가이드바(GB)도 상기 유동기둥(130)의 하단면에 고정되고, 상기 고정기둥(120)의 외표면에는 리모컨수신부를 포함한 제1컨트롤러(RC1)가 구비되며, 상기 제1컨트롤러(RC1)를 통해 상기 승강모터(200)의 구동을 무선 제어하는 리모컨(CON)이 마련되고, 상기 유동기둥(130)의 상단면에는 축홈이 형성되며, 상기 축홈에는 회전기둥(140)의 하단면에서 돌출된 하부축(142)이 끼워져 베어링(BA) 결합되어 상기 회전기둥(140)이 회전할 수 있도록 구성되고, 상기 회전기둥(140)의 하단부 둘레면에는 치형이 형성되어 종동기어(144)를 구성하며, 상기 종동기어(144)에는 구동기어(146)가 치결합되고, 상기 구동기어(146)는 회전모터(148)에 연결되며, 상기 회전모터(148)는 상기 유동기둥(130)의 외주면에 고정되고, 상기 회전기둥(140)의 상단에는 레이저고정박스(150)가 고정되며, 상기 레이저고정박스(150)의 일측면에는 일정크기로 개방된 레이저설치홈(152)이 형성되고, 상기 레이저설치홈(152)에는 각도조절모터(300)가 설치되며, 상기 각도조절모터(300)에는 레이저(160)가 고정되고, 상기 레이저고정박스(150)의 일측 외면에는 메인서버(500)와 무선통신하는 레이저통신안테나(154)가 설치되며, 그 하측에는 각도조절모터(300)의 구동 및 레이저통신안테나(154)를 통한 무선통신을 제어하는 제2컨트롤러(RC2)가 설치되고; 상기 표척기(400)는 지면에 박혀 세워지는 표척기둥(410)과, 상기 표척기둥(410)의 상단에 고정된 사각판상의 표척판(420)을 포함하되; 상기 표척판(420)의 중심에는 표척공(422)이 일정크기로 형성되어 상기 레이저(160)로부터 발진된 레이저빔이 수광될 수 있도록 구성되며, 상기 표척공(422)의 배면에는 광다이오드(424)가 상기 표척판(420)에 매립되는 형태로 구비되고, 상기 광다이오드(424)는 상기 표척판(420)에 매립된 컨트롤보드(430)와 연결 제어되며, 상기 표척판(420)에는 메인서버(500)와 무선통신이 가능한 표척통신안테나(440)와 GPS와 통신할 수 있는 GPS안테나(450)가 구비되고, 상기 표척판(420)의 전면에는 디스플레이(460)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 측량정보의 오차발생 범위를 최소화하는 수준 측지측량 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, GPS를 이용한 측정점의 표고정보와, 표척과 레벨기를 이용하여 측량한 측정점의 표고정보를 상호 비교하여 오차 발생여부를 확인함으로써 보다 정확한 수준 측량이 가능하도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 표척과 레벨계를 이용한 측지 측량예를 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 요부를 발췌하여 보인 예시적인 단면도이다.
도 4는 도 3의 높이조절수단을 발췌하여 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 장치를 구성하는 레이저발진기의 각도조절수단을 발췌하여 보인 예시적인 단면도이다.
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 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 측량정보의 오차발생 범위를 최소화하는 수준 측지측량 장치는 레이저를 발진하는 측정기(100)와, 상기 측정기(100)에서 발진된 레이저의 타겟이 되는 표척기(400) 및 상기 측정기(100)와 표척기(400)의 측정 및 계측에 관한 데이터를 송수신하고 제어하는 메인서버(500)를 포함한다.
이때, 상기 측정기(100)는 고정체인 수조(110)와, 상기 수조(110)의 중심에 고정되는 고정기둥(120)과, 상기 고정기둥(120)에 조립되는 유동기둥(130)과, 상기 유동기둥(130)의 상단에 조립되는 회전기둥(140)과, 상기 회전기둥(140)에 고정된 레이저고정박스(150)와, 상기 레이저고정박스(150)에 내장되어 상하방향으로 각도조절가능하게 설치되는 레이저발진기(160)를 포함한다.
여기에서, 상기 수조(110)는 도 2 및 도 3의 예시와 같이, 상부가 개방된 원통형상이며, 내부 중앙에는 원통형상의 보스(112)가 형성되고, 상기 보스(112)의 외주면과 상기 수조(110)의 내주면 사이에는 저수공간(114)이 형성된 형태를 갖는다.
따라서, 상기 저수공간(114)에 물이 일정수위로 채워진 채 사용하게 되며, 상기 수조(110)의 설치를 위해 본 바명의 측정기(100)는 바닥면을 평평하게 유지한 채 사용해야 한다. 이것은 삼발이보다 안정적인 측정기능을 제공하는데, 다만 설치작업전에 바닥면을 수평하게 다질 필요가 있지만 수조(110) 자체가 크지 않기 때문에 바닥면을 다지는데 큰 힘이 들지 않는다.
그리고, 상기 고정기둥(120)은 상하단이 개방된 원통형상으로 형성되고, 하단부가 상기 보스(112)에 나사결합된다.
아울러, 상기 고정기둥(120)의 내부에는 도 4와 같은 승강모터(200)가 내장되고, 상기 승강모터(200)의 모터축(210)은 승강모터(200)의 상하로 돌출되며, 모터축(210)의 내부는 중공되어 볼스크류(BS)가 관통된 상태로 스크류 결합된다.
특히, 상기 승강모터(200)의 양측면에는 모터고정구(220)가 더 구비되어 상기 승강모터(200)를 고정기둥(120) 속에 고정할 수 있도록 구성되며, 모터고정구(220)가 구비되지 않은 양쪽 공간으로는 가이드바(GB)가 배열된다.
또한, 상기 고정기둥(120)의 개방된 상단에는 마개(122)가 조립되는데, 상기 마개(122)의 중앙에는 상기 볼스크류(BS)가 관통하는 중앙통공(122a)이 형성되고, 상기 중앙통공(122a)과 간격을 두고 직경방향으로 대칭되게 한 쌍의 가이드공(122b)이 형성되어 상기 가이드바(GB)가 관통될 수 있도록 구성된다.
뿐만 아니라, 상기 볼스크류(BS)의 상단은 상기 유동기둥(130)의 하단면 중심에 제자리 회전가능하게 조인트되고, 상기 가이드바(GB)도 상기 유동기둥(130)의 하단면에 고정된다.
그리고, 상기 고정기둥(120)의 외표면에는 리모컨수신부를 포함한 제1컨트롤러(RC1)가 구비되며, 상기 제1컨트롤러(RC1)를 통해 상기 승강모터(200)의 구동을 무선 제어하는 리모컨(CON)이 마련된다.
이에 따라, 상기 제1컨트롤러(RC1)를 통해 상기 승강모터(200)의 회전방향을 제어함으로써 상기 유동기둥(130)을 상기 고정기둥(120)에 대해 승하강시키면서 높이 조절이 가능하게 된다.
한편, 도 2에서와 같이, 상기 유동기둥(130)의 상단면에는 축홈(도면번호 생략)이 형성되고, 상기 축홈에는 회전기둥(140)의 하단면에서 돌출된 하부축(142)이 끼워져 베어링(BA) 결합됨으로써 상기 회전기둥(140)이 원활하게 회전할 수 있도록 구성된다.
이때, 상기 회전기둥(140)의 하단부 둘레면에는 치형이 형성되어 종동기어(144)를 구성하며, 상기 종동기어(144)에는 구동기어(146)가 치결합되고, 상기 구동기어(146)는 회전모터(148)에 연결되며, 상기 회전모터(148)는 상기 유동기둥(130)의 외주면에 고정된다.
때문에, 상기 회전모터(148)를 제어함으로써 상기 회전기둥(140)의 수평방향에서의 회전각을 조절할 수 있게 된다.
이 경우, 상기 회전모터(148)의 제어는 상기 제1컨트롤러(RC1)에 의해 이루어지며, 유동기둥(130)이 승하강되지만 회전되는 구조는 아니기 때문에 상하로 신축가능하게 배선하면 되고, 전원은 배터리를 사용할 수 있으나 일반적인 사항이므로 도시 생략한다.
그리고, 상기 회전기둥(140)의 상단에는 레이저고정박스(150)가 고정되며, 상기 레이저고정박스(150)의 일측면에는 일정크기로 개방된 레이저설치홈(152)이 형성되고, 상기 레이저설치홈(152)에는 상하로 각도조절가능한 레이저(160)가 설치되며, 상기 레이저고정박스(150)의 일측 외면에는 레이저통신안테나(154)가 설치되고, 그 하측에는 제2컨트롤러(RC2)가 설치된다.
뿐만 아니라, 상기 레이저(160)의 외측면 일부에는 마커(MK)가 설치되고, 상기 레이저설치홈(152)의 중앙, 정확하게는 레이저(160)를 수평하게 유지시키는 지점에는 마커검출센서(SN)이 설치되어 상기 제2컨트롤러(RC2)로 검출신호를 송신하도록 구성된다.
이때, 상기 마커검출센서(SN)가 검출하면 제2컨트롤러(RC2)는 레이저(160)가 홈포지션에 위치한 것으로 판독하여 각도측정시 기준점으로 삼는다.
때문에, 레이저(160)의 각도가 변하면 제2컨트롤러(RC2)는 기준점으로부터 얼마의 각도로 변했는지 산출할 수 있는데, 이는 후술되는 각도조절모터(300, 도 5 참조)에 구비된 엔코더에 의해 회전수를 읽어들임으로써 기준점으로부터 변화된 거리를 통해 제2컨트롤러(RC2)에 탑재된 산술부가 계산하여 각도를 산출할 수 있게 된다.
또한, 산출된 각도 정보는 레이저통신안테나(154)를 통해 무선통신되어 메인서버(500)로 전송된다.
여기에서, 상기 각도조절모터(300)는 양측으로 돌출된 회전축에 결합된 감속기(310)를 포함하며, 상기 감속기(310)의 출력축(320)은 축고정구(330)에 고정되고, 상기 축고정구(330)는 상기 레이저고정박스(150)의 양측면을 관통하여 견고히 고정된다.
때문에, 상기 각도조절모터(300)가 구동되면 상기 출력축(320)은 상기 축고정구(330)에 고정되어 있으므로 각도조절모터(300)가 회전되면서 레이저(160)의 각도를 조절하게 된다.
따라서, 상기 레이저(160)는 상기 각도조절모터(300)의 외부면에 고정설치되며, 상기 각도조절모터(300)에는 자체 전원을 사용할 수 있도록 모터배터리(BT)와, 상기 제2컨트롤러(RC2)와 근거리무선통신이 가능한 무선통신모듈(NFC)이 구비된다.
뿐만 아니라, 상기 레이저(160)의 외주면중 하부정점에는 초음파를 발진하고 수신할 수 있는 초음파 발수신기(WS)가 더 설치되며, 이는 상기 제2컨트롤러(RC2)와 연결되어 제어되게 구성된다.
이때, 초음파 발수신기(WS)는 상기 레이저(160)의 수평도, 즉 원점조절을 이중화시켜 정확한 수평도를 확인하여 오차없는 정밀한 측량이 가능하도록 하기 위한 것으로 이는 직진하는 레이저빔의 특성상 아주 작은 오차라도 원거리 측정시에는 커다란 오차로 바뀌기 때문이다.
이를 위해, 수조(110)의 저수공간(114)에 일정수위의 물을 채우고, 초음파 발수신기(WS)를 이용하여 높이차가 있는지를 확인하는 것으로, 회전기둥(140)을 회전시켜 적어도 3지점에서 초음파 발진 후 수신에 따른 시간차를 통한 높이를 측정하여 3지점에서 일치되는지 여부에 따라 레이저(160)의 수평도, 즉 영점조절을 할 수 있도록 하기 위함이다. 물론, 마커(MK)와 마커검출센서(SN)에 의해 정확한 영점 조절이 완료되기는 하지만, 사용중 틀어질 수 있으므로 이를 정확하게 하기 위해 초음파 발진을 이용한 영점조절 기능이 포함된다.
이것은 수면의 경우 항상 동일하기 때문에 이 원리를 이용하여 초음파 발수신기(WS)의 위치를 적어도 3지점으로 달리하여 측정하더라도 같은 값이 나오면 영점 조정이 된 것, 즉 수평도가 완전히 맞추어진 것이고, 각기 다른 값이 나오면 수평도가 불량이므로 이를 보정해야 하는 것이다.
이렇게 수평도 조절 자체를 이중화시킴으로써 보다 정확한 계측이 가능하게 된다.
한편, 표척기(400)는 지면에 박혀 세워지는 표척기둥(410)과, 상기 표척기둥(410)의 상단에 고정된 사각판상의 표척판(420)으로 이루어진다.
이때, 상기 표척기둥(410)에는 눈금이 표시되어 있어 기준점에 대한 표고측정시와, 측정점에 대한 표고측정시 동일 깊이로 박힐 수 있도록 주의하여야 한다.
물론, 깊이 보정기능을 갖출 경우, 임의로 자유롭게 박아 세울 수 있겠지만, 본 발명에서는 깊이 보정기능에 대해서는 생략한다.
그리고, 상기 표척판(420)의 중심에는 표척공(422)이 일정크기로 형성되어 상기 레이저(160)로부터 발진된 레이저빔이 수광될 수 있도록 구성되며, 상기 표척공(422)의 배면에는 광다이오드(424)가 상기 표척판(420)에 매립되는 형태로 구비되고, 상기 광다이오드(424)는 상기 표척판(420)에 매립된 컨트롤보드(430)와 연결 제어된다.
여기에서, 상기 컨트롤보드(430)는 MCU(Main Control Unit)을 탑재한 PCB 기판으로서, 광다이오드(424)를 통해 레이저빔이 수광되면 이를 검출하여 정확하게 수광되었음을 확인하고, 수광과 동시에 레이저(160)로부터 발진되어 수광시까지 걸린 시간과 레이저빔의 속도를 이용하여 레이저(160)로부터 표척판(420)까지의 거리를 산출한다.
이를 위해, 상기 레이저(160)에서 레이저빔이 발진되는 순간 그 시간정보는 제2컨트롤러(RC2)를 통해 메인서버(500)로 전송되고, 메인서버(500)는 시간정보를 표척판(420)의 컨트롤보드(430)로 송신하며, 컨트롤보드(430)는 수신된 시간정보와 수광시 시간정보를 비교하여 걸린 시간을 산출한다.
이때, 각 종 정보는 컨트롤보드(430)에 탑재된 메모리에 저장되어 활용될 수 있다.
따라서, 상기 표척판(420)에는 메인서버(500)와 무선통신이 가능한 표척통신안테나(440)가 구비되며, 또한 GPS와 통신할 수 있도록 GPS안테나(450)도 구비한다.
뿐만 아니라, 상기 표척판(420)의 전면에는 디스플레이(460)가 더 구비되어 거리정보, 좌표정보, 좌표에 해당하는 표고정보 등이 표시될 수 있다.
특히, 상기 컨트롤보드(430)에는 GPS모듈이 탑재되어 있어 GPS 통신을 통한 좌표정보를 수신하여 메인서버(500)로 전송하고, 메인서버(500)는 수신된 좌표정보에 해당하는 기 저정되어 있던 표고정보를 표척판(420)으로 전송한다.
때문에, 표척기(400)와 측정기(100)를 이용하여 계측한 표고정보와 GPS를 통해 확인한 표고정보를 비교함으로써 오차를 확인할 수 있고, 오차가 지형 변동에 의한 것인지 여부를 최종 확인하여 기 저장된 정보값을 보정할 수 있다.
이러한 본 발명은 다음과 같은 과정을 거쳐 측지 측량될 수 있다.
먼저, 표척수가 표고를 알고 있는 지상기준점에 표척판(420)을 세우고, 기계수는 일정거리 떨어진 제1관측점에서 측정기(100)의 레이저(160)로부터 레이저빔을 발진시켜 표척공(422)과 일치시킨다.
이때에는 표척공(422)과 일치시키는 센터링 작업이기 때문에 거리산출이 필요없다.
이렇게 하여, 표척공(422)에 정확히 레이저빔이 입사되면, 레이저(160) 발진을 멈추고, 측량 작업을 개시한다.
그러면, 레이저빔이 발진되는 순간의 시간값이 메인서버(500)로 전송되고, 레이저빔이 발진되어 표척공(422)에 도달하게 되면 도달시간을 산술하여 표척판(420)에 구비된 컨트롤보드(430)에서는 표척판(420)과 레이저(160)간의 거리를 알 수 있게 된다. 물론, 이때 지상기준점의 표고는 알고 있는 상태이다.
이어, 표척수가 제1지점으로 이동하여 표척판(420)을 다시 세우되, 지상기준점에 심었던 깊이와 동일하게 유지하고 레이저(160)를 다시 센터링하게 된다.
이때, 각도 변화가 생기므로 레이저(160)의 상하각도 및 좌우 회전이 이루어지게 된다.
이 과정에서 생긴 각도변화는 제2컨트롤러(RC2)에 의해 산출되므로 이 각도정보도 메인서버(500)를 통해 표척판(420)의 컨트롤보드(430)로 전송된다.
때문에, 상기 컨트롤보드(430)의 MCU는 지상기준점에 대한 거리정보를 알고 있고, 각도정보를 수신하였으므로 삼각법에 의해 제1지점에 대한 높이 정보, 즉 지상기준점에 대한 상대적인 표고를 알 수 있게 된다.
또한, GPS 통신을 통해 제1지점에 대한 좌표정보와, 그 지점에 대한 기 저장되어 있던 표고정보를 메인서버(500)로부터 수신하여 측량한 표고정보와 비교하여 차이를 확인함으로써 오차 여부를 정확하게 진단할 수 있고, 오차가 생기지 않은 경우라면 정확한 측량이 이루어진 것이고, 오차가 발생했다면 그것이 기계적 결함인지 혹은 지형 변화에 의한 것인지를 확인하여 기 저장되어 있던 표고정보를 보정하는 방식으로 관리할 수 있다.
이와 같이 구성하게 되면, 표척수가 일일이 표척 눈금을 읽을 필요가 없어 오차 발생 여지가 줄어들어 정확한 측량이 가능하게 된다.
100: 측정기 200: 승강모터
300: 각도조절모터 400: 표척기
500: 메인서버

Claims (1)

  1. 레이저를 발진하는 측정기(100)와, 상기 측정기(100)에서 발진된 레이저의 타겟이 되는 표척기(400) 및 상기 측정기(100)와 표척기(400)의 측정 및 계측에 관한 데이터를 송수신하고 제어하는 메인서버(500)를 포함하되;
    상기 측정기(100)는 고정체인 수조(110)와, 상기 수조(110)의 중심에 고정되는 고정기둥(120)과, 상기 고정기둥(120)에 조립되는 유동기둥(130)과, 상기 유동기둥(130)의 상단에 조립되는 회전기둥(140)과, 상기 회전기둥(140)에 고정된 레이저고정박스(150)와, 상기 레이저고정박스(150)에 내장되어 상하방향으로 각도조절가능하게 설치되는 레이저발진기(160)를 포함하고;
    상기 수조(110)는 상부가 개방된 원통형상이며, 내부 중앙에는 원통형상의 보스(112)가 형성되고, 상기 보스(112)의 외주면과 상기 수조(110)의 내주면 사이에는 저수공간(114)이 형성되며, 상기 고정기둥(120)은 상하단이 개방된 원통형상으로 형성되고, 하단부가 상기 보스(112)에 나사결합되며, 상기 고정기둥(120)의 내부에는 승강모터(200)가 내장되고, 상기 승강모터(200)의 모터축(210)은 승강모터(200)의 상하로 돌출되며, 모터축(210)의 내부는 중공되어 볼스크류(BS)가 관통된 상태로 스크류 결합되고, 상기 승강모터(200)의 양측면에는 모터고정구(220)가 더 구비되어 상기 승강모터(200)를 고정기둥(120) 속에 고정되며, 모터고정구(220)가 구비되지 않은 양쪽 공간으로는 가이드바(GB)가 배열되고, 상기 고정기둥(120)의 개방된 상단에는 마개(122)가 조립되는데 상기 마개(122)의 중앙에는 상기 볼스크류(BS)가 관통하는 중앙통공(122a)이 형성되며, 상기 중앙통공(122a)과 간격을 두고 직경방향으로 대칭되게 한 쌍의 가이드공(122b)이 형성되어 상기 가이드바(GB)가 관통될 수 있도록 구성되고, 상기 볼스크류(BS)의 상단은 상기 유동기둥(130)의 하단면 중심에 제자리 회전가능하게 조인트되며, 상기 가이드바(GB)도 상기 유동기둥(130)의 하단면에 고정되고, 상기 고정기둥(120)의 외표면에는 리모컨수신부를 포함한 제1컨트롤러(RC1)가 구비되며, 상기 제1컨트롤러(RC1)를 통해 상기 승강모터(200)의 구동을 무선 제어하는 리모컨(CON)이 마련되고, 상기 유동기둥(130)의 상단면에는 축홈이 형성되며, 상기 축홈에는 회전기둥(140)의 하단면에서 돌출된 하부축(142)이 끼워져 베어링(BA) 결합되어 상기 회전기둥(140)이 회전할 수 있도록 구성되고, 상기 회전기둥(140)의 하단부 둘레면에는 치형이 형성되어 종동기어(144)를 구성하며, 상기 종동기어(144)에는 구동기어(146)가 치결합되고, 상기 구동기어(146)는 회전모터(148)에 연결되며, 상기 회전모터(148)는 상기 유동기둥(130)의 외주면에 고정되고, 상기 회전기둥(140)의 상단에는 레이저고정박스(150)가 고정되며, 상기 레이저고정박스(150)의 일측면에는 일정크기로 개방된 레이저설치홈(152)이 형성되고, 상기 레이저설치홈(152)에는 각도조절모터(300)가 설치되며, 상기 각도조절모터(300)에는 레이저(160)가 고정되고, 상기 레이저고정박스(150)의 일측 외면에는 메인서버(500)와 무선통신하는 레이저통신안테나(154)가 설치되며, 그 하측에는 각도조절모터(300)의 구동 및 레이저통신안테나(154)를 통한 무선통신을 제어하는 제2컨트롤러(RC2)가 설치되고;
    상기 표척기(400)는 지면에 박혀 세워지는 표척기둥(410)과, 상기 표척기둥(410)의 상단에 고정된 사각판상의 표척판(420)을 포함하되; 상기 표척판(420)의 중심에는 표척공(422)이 일정크기로 형성되어 상기 레이저(160)로부터 발진된 레이저빔이 수광될 수 있도록 구성되며, 상기 표척공(422)의 배면에는 광다이오드(424)가 상기 표척판(420)에 매립되는 형태로 구비되고, 상기 광다이오드(424)는 상기 표척판(420)에 매립된 컨트롤보드(430)와 연결 제어되며, 상기 표척판(420)에는 메인서버(500)와 무선통신이 가능한 표척통신안테나(440)와 GPS와 통신할 수 있는 GPS안테나(450)가 구비되고, 상기 표척판(420)의 전면에는 디스플레이(460)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 측량정보의 오차발생 범위를 최소화하는 수준 측지측량 장치.
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