JPH0749372A

JPH0749372A - 衛星監視装置

Info

Publication number: JPH0749372A
Application number: JP21346593A
Authority: JP
Inventors: Tatsunori Sada; 達典佐田; Tomonori Takada; 知典高田; Hiroshi Sakurai; 浩桜井
Original assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 1993-08-05
Filing date: 1993-08-05
Publication date: 1995-02-21

Abstract

(57)【要約】【目的】ＧＰＳを利用して受信位置を求める場合に、人
工衛星が発する衛星信号を途絶え無いように受信し得る
こと。【構成】人工衛星５０が発する衛星信号ＳＳに基づい
て、受信位置に対する人工衛星の相対位置を演算して衛
星位置データＳＤＡＴとして出力し得る衛星信号受信装
置３０を設け、周囲の障害物の状況を所定の映像座標
（ｘ，ｙ）上に映像データＰＤＡＴとして取得し得る映
像取得装置２を設け、衛星位置データに基づいて映像座
標上の衛星補正位置Ｃを演算する衛星位置データ補正部
１５を設け、映像取得装置が取得する映像データ中の障
害物と、衛星位置データ補正手段によって演算された衛
星位置とを比較して、衛星位置と障害物の干渉状態を判
定し、所定の干渉判定信号ＮＧ０（ＮＧ１）を出力し得
る干渉判定部１６を設け、干渉判定信号を出力する表示
部１３を設けて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人工衛星が発する電波
を受信するのに好適な衛星監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】人工衛星が発する衛星軌道情報等を含む
電波（以下、衛星信号という）を受信して受信位置を把
握するシステムを、通常、汎地球測位システム（Gloval
Positioning system、以下ＧＰＳという）等と言い、
該ＧＰＳは、航空機や船舶等の航行位置及び自動車等の
走行位置の把握、地上の三次元位置の測量等に利用され
ている。但し、受信位置（自己の位置）を求めるために
は、受信位置において、少なくとも４個の人工衛星が発
する衛星信号を受信し得る必要がある。また、特に、こ
のＧＰＳを利用して精度良く受信位置を求める手段とし
て、ＲＴＫ（リアルタイム・キネマティック）により受
信位置を演算する受信装置があり、該受信装置は、受信
開始時に人工衛星から受信した初期の衛星信号を基準値
として設定し、任意の移動先における受信位置を、該基
準値に基づき逐次演算するものである。しかし、このＲ
ＴＫによる受信装置を用いて受信位置を求める場合は、
人工衛星からの衛星信号が一度でも途絶えると、再度基
準値を設定し直す必要があるが、この基準値を設定し直
す作業は大変手間の掛かるのもであった。そこで、例え
ば、測量等において前記受信装置を用いて測量する場
合、この人工衛星から発せられる衛星信号を途絶えるこ
と無く受信するためには、仰角１５度以上に該電波を遮
る山や建物、樹木や電柱等の障害物がないことを、それ
ら障害物を直接目視することにより、確認しつつ測量を
行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これでは、測
量開始から終了まで途絶えること無く連続して受信して
いたいので、測量すべき場所を移動する際中も障害物の
有無を直接目視することにより確認しつつ移動する必要
があり、移動に手間が掛かるばかりか、直接目視するこ
とにより障害物の有無を正確に判定することは困難であ
り、素早く確実に障害物の有無を判定し得るものが望ま
れる。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑み、ＧＰＳを利用
して受信位置を求める場合に、人工衛星が発する衛星信
号を途絶え無いように受信し得る衛星監視装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明のうち第１
の発明は、人工衛星（５０）が発する衛星信号（ＳＳ）
を受信し得るアンテナ（３１）を有し、該アンテナによ
り受信した衛星信号に基づいて、当該衛星信号を発した
人工衛星の該アンテナに対する相対位置を演算して衛星
位置データ（ＳＤＡＴ）として出力し得る受信装置（３
０）を設け、周囲の障害物（６０）の状況を所定の映像
座標（ｘ，ｙ）上に映像データ（ＰＤＡＴ）として取得
し得る光学的観測手段（２）を設け、前記受信装置が演
算した衛星位置データに基づいて、前記映像座標上の衛
星位置（Ｃ）を演算する衛星位置データ補正手段（１
５）を設け、前記光学的観測手段が取得する前記映像デ
ータ中の障害物と、前記衛星位置データ補正手段によっ
て演算された衛星位置とを比較して、前記衛星位置と前
記障害物の干渉状態を判定し、所定の判定信号（ＮＧ
０、ＮＧ１）を出力し得る判定手段（１６）を設け、前
記判定信号を出力する出力手段（１３）を設けて構成さ
れる。

【０００６】また、本発明のうち第２の発明は、第１の
発明において、前記アンテナ（３１）を移動駆動し得る
アンテナ駆動手段（２０）を設け、前記判定手段から出
力される判定信号（ＮＧ０、ＮＧ１）に基づいて、前記
アンテナ駆動手段を介して、前記衛星位置（Ｃ）と前記
障害物（６０）の干渉が回避される方向に前記アンテナ
を移動駆動制御するアンテナ駆動制御手段（１７）を設
けて構成される。なお、括弧内の番号等は、図面におけ
る対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本
記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。以
下の「作用」の欄についても同様である。

【０００７】

【作用】上記した構成により、本発明のうち第１の発明
は、映像座標（ｘ，ｙ）上の衛星位置（Ｃ）と映像デー
タ（ＰＤＡＴ）中の障害物（６０）との間の干渉状態を
判定した結果を、出力手段（１３）に出力し得るように
作用する。また、本発明のうち第２の発明は、映像座標
（ｘ，ｙ）上の衛星位置（Ｃ）と映像データ（ＰＤＡ
Ｔ）中の障害物（６０）との間の干渉状態を判定した結
果である判定信号（ＮＧ０、ＮＧ１）に基づいて、アン
テナ駆動制御手段（１７）を介してアンテナ駆動手段
（２０）を作動させて、アンテナを衛星位置と障害物の
干渉が回避される方向に移動駆動し得るように作用す
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明による衛星監視装置が適用された衛
星追尾装置を用いて測量する一実施例を示す図、図２
は、図１に示した衛星追尾装置のブロック図、図３は、
衛星位置データの映像座標上への座標変換を示す概念
図、図４は、図２に示した表示部が表示する画像の一例
を示す図、図５は、図２に示した表示部が表示する画像
の一例を示す図である。

【０００９】本発明による衛星監視装置が適用された衛
星追尾装置１は、図１乃至図２に示すように、映像取得
装置２、追尾制御装置１０、昇降装置２０、衛星信号受
信装置３０等から構成されている。即ち、衛星信号受信
装置３０は、図１乃至図２に示すように、人工衛星５０
（５０Ａ〜５０Ｄ）が発する衛星軌道情報等を含む電波
である衛星信号ＳＳ（ＳＳ１〜ＳＳ４）を、受信位置Ｒ
Ｏにおいて受信し得るアンテナ３１を有しており、アン
テナ３１には、信号解析演算部３２が接続されている。
信号解析演算部３２は、アンテナ３１により受信した衛
星信号ＳＳに基づいて、該衛星信号ＳＳを発した人工衛
星５０の該アンテナ３１に対する相対位置を演算して、
衛星位置データＳＤＡＴとして出力し得るものである。

【００１０】また、映像取得装置２は、図１に示すよう
に、ケーシング本体３を有しており、ケーシング本体３
には、ジャイロスコープ５が設けられている。ジャイロ
スコープ５には、周囲の樹木６０等の障害物の状況を所
定の投影中心ＰＯで所定の映像座標（ｘ，ｙ）上に映像
データＰＤＡＴとして取得し得るＣＣＤカメラ本体６が
設けられており、ＣＣＤカメラ本体６は、ジャイロスコ
ープ５に、ＣＣＤカメラ本体６により取得される映像デ
ータＰＤＡＴの映像座標（ｘ，ｙ）の＋ｙ方向を、ジャ
イロスコープ５の方向保持性により、常に北Ｎを向けら
れる形で設けられている。また、ＣＣＤカメラ本体６に
は、仰角ＡＥが最小０°で、かつ全方位（即ち、東Ｅ、
西Ｗ、南Ｓ、北Ｎの３６０°）に亙り周囲の状況を把握
し得る魚眼レンズ７が設けられており、魚眼レンズ７
は、ＣＣＤカメラ本体６に、映像座標（ｘ，ｙ）上に投
影した魚眼レンズ７の投影中心ＰＯを映像座標（ｘ，
ｙ）の原点とする形で取り付けられている。即ち、周囲
の状況は、魚眼レンズ７を介してＣＣＤカメラ本体６に
より、最小仰角ＡＥが０°かつ全方位に亙る範囲で、映
像座標（ｘ，ｙ）上に、該映像座標（ｘ，ｙ）の＋ｙ方
向を常に北Ｎを向けた形で、映像データＰＤＡＴとして
取得される。

【００１１】また、映像取得装置２には、図１に示すよ
うに、昇降装置２０が、映像取得装置２を昇降駆動し得
る形で設けられている。即ち、昇降装置２０は、図１中
矢印Ａ、Ｂ方向に多段のシリンダ等から成る伸縮自在な
昇降本体２１を有しており、昇降本体２１には、昇降本
体２１を伸縮駆動自在な昇降モータ２２が設けられてい
る。映像取得装置２のケーシング本体３の下部に、昇降
装置２０の昇降本体２１の先端部が、昇降本体２１の伸
縮方向が魚眼レンズ７の投影中心ＰＯを通る中心軸ＣＴ
に沿う形で設けられており、昇降モータ２２を作動させ
て昇降本体２１を伸縮駆動させることにより、映像取得
装置２の魚眼レンズ７が、中心軸ＣＴに沿って移動する
ことになる。更に、映像取得装置２の魚眼レンズ７に
は、図１に示すように、透明なアクリル等から成る中空
円柱形状のアンテナ取付フード８が、魚眼レンズ７を覆
う形で設けられており、アンテナ取付フード８の上面に
は、衛星信号受信装置３０のアンテナ３１が設けられて
いる。アンテナ３１は、魚眼レンズ７の投影中心ＰＯを
通る中心軸ＣＴ上に、アンテナ３１の受信位置ＲＯを一
致させる形で設けられており、アンテナ３１の受信位置
ＲＯに対する魚眼レンズ７の投影中心ＰＯの相対位置の
補正量は、中心軸ＣＴに沿ったそれら受信位置ＲＯと投
影中心ＰＯの２点間の補正高さＨとなる。即ち、映像取
得装置２の魚眼レンズ７には、衛星信号受信装置３０の
アンテナ３１が、アンテナ取付フード８を介して、魚眼
レンズ７の必要な視野を確保しつつ、アンテナ３１の受
信位置ＲＯに対する魚眼レンズ７の投影中心ＰＯの相対
位置を補正高さＨで固定し得るように、一体化する形で
設けられている。また、昇降装置２０の昇降本体２１を
伸縮駆動させることにより、映像取得装置２と共にアン
テナ３１が、補正高さＨ固定で、中心軸ＣＴに沿って移
動することになる。つまり、昇降装置２０は、映像取得
装置２と共にアンテナ３１を移動し得る。なお、アンテ
ナ取付フード８は、魚眼レンズ７の必要な視野を確保す
る形で、アンテナ３１を魚眼レンズ７に固定し得れば何
でも良く、例えば、細い枠状のフレーム等でも良い。

【００１２】更に、追尾制御装置１０は、図２に示すよ
うに、主制御部１１を有しており、主制御部１１には、
キーボード等から成る入力部１２、ＣＲＴ及びスピーカ
等から成る表示部１３、判定条件データメモリ１４、衛
星位置データ補正部１５、干渉判定部１６、昇降制御部
１７、衛星位置データ入力部１８、映像データ入力部１
９等が接続されている。また、表示部１３は、表示制御
部１３ａ及び画像表示部１３ｂから成る。

【００１３】本発明は、以上のような構成を有するの
で、地上において測量をする際は、衛星追尾装置１を測
量用の車両４０等に搭載する。このとき、衛星追尾装置
１の映像取得装置２は、図１に示すように、魚眼レンズ
７を上方（図１中上方）に向けるように、即ち、映像取
得装置２に取り付けたアンテナ３１が最上部に位置する
ように、昇降装置２０の下部を車両４０の屋根に固定す
る。また、昇降装置２０を昇降駆動させた際に、アンテ
ナ３１及び魚眼レンズ７が、中心軸ＣＴに沿って上下方
向（矢印Ａ、Ｂ方向）に昇降し得る形で、車両４０の屋
根に設置する。

【００１４】次に、測量を開始すべき測量位置Ｍ１にお
いて、衛星追尾装置１を搭載した車両４０を、測量すべ
き測量点の鉛直上方に、アンテナ３１の受信位置ＲＯが
位置するように、車両４０を移動させて位置決めする。
（なお、アンテナ３１の受信位置ＲＯに対する測量すべ
き測量位置の相対位置が分かればどのように位置決めし
ても良く、例えば、アンテナ３１の受信位置ＲＯに対す
る相対位置が既知な計測点を有する補助治具等を使用し
ても良いことは言及するまでもない。）そして、衛星追
尾装置１の衛星信号受信装置３０を作動させて、軌道上
の各人工衛星５０が発する衛星信号ＳＳをアンテナ３１
を介して受信し、測量に使用し得る人工衛星５０を４個
以上捕捉する。例えば、測量位置Ｍ１においては、図１
に示すように、５個の人工衛星５０Ａ、５０Ｂ、５０
Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅを捕捉することができたとすると、
それら捕捉した５個の人工衛星５０（５０Ａ〜５０Ｅ）
が発する衛星信号ＳＳ（ＳＳ１〜ＳＳ５）を、衛星信号
受信装置３０により、それら人工衛星５０（５０Ａ〜５
０Ｅ）の軌道上の発信位置Ｔ（Ｔ１〜Ｔ５）を解析する
と共に、それら人工衛星５０（５０Ａ〜５０Ｅ）の発信
位置Ｔ（Ｔ１〜Ｔ５）からアンテナ３１の受信位置ＲＯ
までの受信距離を演算して、各人工衛星５０（５０Ａ〜
５０Ｅ）の発信位置Ｔ（Ｔ１〜Ｔ５）及び受信距離か
ら、アンテナ３１の受信位置ＲＯの地上における三次元
位置を求める。これにより、アンテナ３１の受信位置Ｒ
Ｏと測量すべき測量点との相対位置を補正することによ
り、該測量点の地上における三次元位置を求めることが
できる。また、これら人工衛星５０（５０Ａ〜５０Ｅ）
が発する衛星信号ＳＳ（ＳＳ１〜ＳＳ５）には、それら
人工衛星５０（５０Ａ〜５０Ｅ）を識別し得る固有の識
別番号ＩＤも情報として含まれており、衛星信号受信装
置３０は、各人工衛星５０の識別番号ＩＤも解読して、
装置３０の図示しない表示部に表示する。なお、各人工
衛星５０の固有の識別番号ＩＤは、図１に示すように、
人工衛星５０Ａの識別番号ＩＤは「００７」、人工衛星
５０Ｂの識別番号ＩＤは「０１０」、人工衛星５０Ｃの
識別番号ＩＤは「０２１」、人工衛星５０Ｄの識別番号
ＩＤは「００４」、人工衛星５０Ｅの識別番号ＩＤは
「０１３」とする。

【００１５】次に、このようにして測量が終えたら、車
両４０を走行させて、測量位置Ｍ１から別の測量をすべ
き測量位置に移動して、該別の測量位置において測量を
実施する。ところで、この移動を開始する前（若しく
は、前記測量開始と同時）に、衛星追尾装置１の追尾制
御装置１０を作動させて、映像取得装置２により、測量
位置Ｍ１における車両４０の周囲の状況を映像データＰ
ＤＡＴとして取得して、追尾制御装置１０に、映像デー
タ入力部１９を介して入力すると共に、衛星信号受信装
置３０により演算された各人工衛星５０（５０Ａ〜５０
Ｅ）の発信位置Ｔ（Ｔ１〜Ｔ５）及び識別番号ＩＤ（０
０７、０１０、０１３、０２１、００４）アンテナ３１
の受信位置ＲＯ及び時刻等から成る、衛星位置データＳ
ＤＡＴを、追尾制御装置１０に、衛星位置データ入力部
１８を介して入力する。次に、図２に示す追尾制御装置
１０の入力部１２を介して、人工衛星５０の衛星信号Ｓ
Ｓの経路に対して樹木６０等の障害物がこれ以上近接す
ると、アンテナ３１を介して人工衛星５０からの衛星信
号ＳＳを受信するのに支障を来す可能性のある、即ち、
衛星信号ＳＳの経路と障害物とが干渉する可能性のある
境界線である、人工衛星５０を中心とした防衛範囲ＤＲ
（図３参照）を、防衛データＤＤＡＴとして入力する。
また、受信位置ＲＯを求めるためには、少なくとも４個
の人工衛星５０が発する衛星信号ＳＳを受信し得る必要
があるので、測量に最小限必要な４個の人工衛星５０を
選択（即ち、選択されなかった人工衛星５０が障害物に
より遮られても測量には支障が無い。）して、入力部１
２を介して、それら人工衛星５０の固有の識別番号ＩＤ
を入力して指定する。一般的に、精度良く受信位置ＲＯ
を求めるには、受信位置ＲＯを中心にして東Ｅ、西Ｗ、
南Ｓ、北Ｎに散在している人工衛星５０を利用すること
が好ましいので、ここでは、前述した測量に用いた５個
の人工衛星５０Ａ〜５０Ｅのうち、人工衛星５０Ａ、５
０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄの４個の人工衛星５０を選択し、
これら人工衛星５０Ａ〜５０Ｄの固有の識別番号ＩＤ
（＝００７、０１０、０２１、００４）を入力して指定
する。すると、主制御部１１は、これら入力された防衛
データＤＤＡＴ及び識別番号ＩＤ（＝００７、０１０、
０２１、００４）を判定条件データメモリ１４に格納す
る。次に、入力部１２を介して、主制御部１１に対して
人工衛星の追尾指令を入力すると、主制御部１１は、衛
星位置データ補正部１５に対して、衛星位置データ入力
部１８を介して入力された、受信位置ＲＯを基準とした
衛星位置データＳＤＡＴを、投影中心ＰＯを原点とする
映像座標（ｘ，ｙ）上へ座標変換するように指示すると
共に、干渉判定部１６に対して、映像データ入力部１９
を介して入力された映像データＰＤＡＴと、衛星位置デ
ータ補正部１５が座標変換した衛星位置補正データＳＤ
ＡＴＣとを比較して、防衛データＤＤＡＴに基づいて、
識別番号ＩＤが入力された人工衛星５０の防衛範囲ＤＲ
内に障害物があるか否かを、即ち、干渉状態を判定する
ように指示する。

【００１６】これを受けた衛星位置データ補正部１５
は、衛星位置データ入力部１８を介して入力された衛星
位置データＳＤＡＴを読み込み、映像座標（ｘ，ｙ）上
への座標変換を実行する。一方、干渉判定部１６は、衛
星位置データ補正部１５が衛星位置補正データＳＤＡＴ
Ｃを出力するまで、待ち状態となる。即ち、衛星位置デ
ータ補正部１５は、図３に示すような要領で、衛星位置
データＳＤＡＴの北Ｎ方向を、映像座標（ｘ，ｙ）上の
＋ｙ方向に一致させる形で、投影中心ＰＯから各人工衛
星５０（５０Ａ〜５０Ｅ）の発信位置Ｔ（Ｔ１〜Ｔ５）
を結んだ線分と映像座標（ｘ，ｙ）が交わる点を、それ
ら人工衛星５０の映像座標（ｘ，ｙ）上に写し出される
衛星補正位置Ｃ（Ｃ１〜Ｃ５）として、衛星位置データ
ＳＤＡＴの映像座標（ｘ，ｙ）上への座標変換を行う。
つまり、衛星位置データ補正部１５は、衛星受信装置３
０が演算した衛星位置データＳＤＡＴに基づいて、映像
座標（ｘ，ｙ）上の衛星補正位置Ｃ（Ｃ１〜Ｃ５）を演
算する。これにより、衛星位置データＳＤＡＴの映像座
標（ｘ，ｙ）上への座標変換が行われ、衛星位置データ
補正部１５は、衛星位置データＳＤＡＴを映像座標
（ｘ，ｙ）上に座標変換すると、該変換結果（原点を投
影中心ＰＯとした衛星補正位置Ｃ（Ｃ１〜Ｃ５））を衛
星位置補正データＳＤＡＴＣとして干渉判定部１６に対
して逐次出力する。

【００１７】すると、待ち状態であった干渉判定部１６
は、衛星位置データ補正部１５が座標変換して出力した
衛星位置補正データＳＤＡＴＣを受けて起動し、干渉判
定部１６は、該衛星位置補正データＳＤＡＴＣを読み込
むと共に、映像データ入力部１９を介して入力された映
像データＰＤＡＴを読み込み、投影中心ＰＯを原点とす
る映像データＰＤＡＴに投影中心ＰＯを原点として変換
された衛星位置補正データＳＤＡＴＣを重ね合わせる形
で、それら映像データＰＤＡＴ中の樹木６０等の障害物
と、衛星位置補正データＳＤＡＴＣ中の衛星補正位置Ｃ
（Ｃ１〜Ｃ５）とを比較開始する。ここで、それら障害
物と衛星補正位置Ｃを比較する干渉判定部１６は、更
に、判定条件データメモリ１４から防衛データＤＤＡＴ
及び識別番号ＩＤ（＝００７、０１０、０２１、００
４）を読み出して、衛星位置補正データＳＤＡＴＣ中の
衛星補正位置Ｃ（Ｃ１〜Ｃ５）の人工衛星５０のうち、
該読みだした識別番号ＩＤ（＝００７、０１０、０２
１、００４）に対応する各人工衛星５０Ａ、５０Ｂ、５
０Ｃ、５０Ｄについて、該読みだした防衛データＤＤＡ
Ｔに基づいて、障害物と各人工衛星５０Ａ、５０Ｂ、５
０Ｃ、５０Ｄとの近接度合いを調べ、人工衛星５０の防
衛範囲ＤＲ内に障害物があるか否かを、即ち、干渉状態
を判定する。

【００１８】ところで、干渉判定部１６は、樹木６０等
の障害物を、明暗、形状、動き等から認識し、該認識し
た障害物の領域と、衛星補正位置Ｃ周りの防衛データＤ
ＤＡＴに基づく領域とが、重合していないかを演算し、
それら領域が重合していた場合は、干渉有りと判定して
干渉判定信号ＮＧ１を出力し、一方、それら領域が重合
していない場合は、干渉無しと判定して干渉判定信号Ｎ
Ｇ０を出力する。そこで、車両４０が測量開始時の測量
位置Ｍ１に位置していた場合における、各人工衛星５０
（５０Ａ〜５０Ｅ）と樹木６０等の障害物との位置関係
は、図３に示すように、映像座標（ｘ，ｙ）上におい
て、各人工衛星５０（５０Ａ〜５０Ｅ）の衛星補正位置
Ｃ（Ｃ１〜Ｃ５）が、図３中黒点で示され、また、防衛
データＤＤＡＴに基づく領域である防衛範囲ＤＲは、選
択指定された人工衛星５０（５０Ａ〜５０Ｄ）の各衛星
補正位置Ｃ（Ｃ１〜Ｃ４）を囲むように、図３中一点鎖
線で示される。更に、樹木６０等の障害物が、図中左方
に破線で囲まれた斜線で示されるが、図３からも明らか
なように、障害物と各衛星との間で、干渉状態のものは
無い。即ち、この場合、干渉判定部１６は、識別番号Ｉ
Ｄ（＝００７）に対応する人工衛星５０Ａ、識別番号Ｉ
Ｄ（＝０１０）に対応する人工衛星５０Ｂ、識別番号Ｉ
Ｄ（＝０２１）に対応する人工衛星５０Ｃ、識別番号Ｉ
Ｄ（＝００４）に対応する人工衛星５０Ｄについてそれ
ぞれ調べた結果、干渉無しと判定して干渉判定信号ＮＧ
０を、表示部１３及び昇降制御部１７に出力する。これ
を受けた昇降制御部１７は、昇降装置２０の昇降モータ
２２を作動させずに現状を維持する。

【００１９】一方、表示部１３については、干渉判定部
１６が、映像データＰＤＡＴに衛星位置補正データＳＤ
ＡＴＣを重ね合わせた衛星監視映像データＳＷＰＤＡＴ
を形成して、干渉判定信号ＮＧ０と共に衛星監視映像デ
ータＳＷＰＤＡＴを表示部１３に出力する。これを受け
た表示部１３の表示制御部１３ａは、干渉判定信号ＮＧ
０またはＮＧ１に基づいて、干渉の有る衛星補正位置Ｃ
を、色の変化、点滅等、また、図示しないスピーカーを
介して警告音を発する等して、注意を促すかどうか判断
実行する。この場合、表示制御部１３ａは、受けた信号
が干渉判定信号ＮＧ０だったので、注意を促さない。ま
た、表示制御部１３ａは、衛星監視映像データＳＷＰＤ
ＡＴを、画像表示部１３ｂに表示する。例えば、車両４
０が測量開始時の測量位置Ｍ１に位置していた場合にお
ける画像は、図４に示すような形で表示される。ここ
で、図４に示す表示部１３の画像表示部１３ｂの画像上
において、図中小丸印で示されているのが、図１に示す
各人工衛星５０（５０Ａ〜５０Ｅ）の映像座標（ｘ，
ｙ）上における衛星補正位置Ｃ（Ｃ１〜Ｃ５）であり、
また、このうち選択指定した人工衛星５０（５０Ａ〜５
０Ｄ）の各衛星補正位置Ｃ（Ｃ１〜Ｃ４）を囲むように
一点鎖線で示されている枠が防衛範囲ＤＲであり、更
に、図中左方に破線で囲まれた斜線で示されているの
が、図１に示す障害物としての樹木６０の映像座標
（ｘ，ｙ）上の映像である。なお、画像表示部１３ｂの
画像上において、最も外側の円形の枠が仰角ＡＥが０°
として、映像取得装置２の魚眼レンズ７の映像取得範囲
である、最小仰角ＡＥが０°かつ全方位に亙る範囲を示
しており、また、内側に向けて順次、仰角ＡＥが１０
°、２０°の線を示している。ところで、この図４に示
す画像表示部１３ｂに表示された画像を見ると、これら
人工衛星５０（５０Ａ〜５０Ｄ）のいずれの防衛範囲Ｄ
Ｒ内にも、樹木６０等の障害物は侵入しておらず、ま
た、人工衛星５０Ｅにも障害物が近接しておらず、本測
量位置Ｍ１においては、各人工衛星５０（５０Ａ〜５０
Ｅ）からの衛星信号ＳＳ（ＳＳ１〜ＳＳ５）を良好に受
信し得る状態にあることがわかる。

【００２０】更に、図４に示す表示部１３の画像表示部
１３ｂの画像を見ると、これら人工衛星５０（５０Ａ〜
５０Ｅ）のうち西Ｗ側で仰角ＡＥが１０°〜２０°の間
に位置（図４中左方）する人工衛星５０Ａが、樹木６０
に近接しており、西Ｗ側に移動すると、人工衛星５０Ａ
の防衛範囲ＤＲ内に障害物として樹木６０が入る可能性
があることが分かる。ここで、仮に、追尾制御装置１０
を作動させずに、図１中二点鎖線で示すように、車両４
０を移動点Ｍ２まで移動させたとすると、図１中左方の
人工衛星５０Ａの防衛範囲ＤＲ内に樹木６０が入ってし
まい、人工衛星５０Ａは、樹木６０により遮られてしま
って、人工衛星５０Ａからの衛星信号ＳＳ１を良好に受
信し得えなくなる。（なお、このとき、画像表示部１３
ｂに表示される画像も、図５中二点鎖線で示すように、
人工衛星５０Ａの補正位置Ｃ１には、樹木６０が写しだ
され、人工衛星５０Ａが樹木６０に遮られることを示す
ことになる。）

【００２１】そこで、追尾制御装置１０を作動させた状
態で、測量位置Ｍ１から移動点Ｍ２へ向けて車両４０を
所定の走行速度で移動させると、干渉判定部１６は、測
量位置Ｍ１から移動点Ｍ２へ向けて車両４０を移動させ
る間、所定の演算速度で、映像データＰＤＡＴ中の障害
物と選択指定された各人工衛星５０（５０Ａ〜５０Ｄ）
の衛星補正位置Ｃ（Ｃ１〜Ｃ４）とを比較して干渉状態
を判定し、障害物と衛星補正位置Ｃ（Ｃ１〜Ｃ４）との
間に干渉が無い場合は、干渉判定信号ＮＧ０を昇降制御
部１７及び表示部１３に対して出力し続ける。そして、
車両４０の走行に伴って樹木６０に近づいて、選択指定
された人工衛星５０Ａの防衛範囲ＤＲ内に樹木６０が入
ると、干渉判定部１６は、選択指定された人工衛星５０
のうち判定条件として入力された識別番号ＩＤが「００
７」の人工衛星５０Ａと障害物である樹木６０との間に
干渉が生じていると判定して、干渉判定信号ＮＧ１を、
昇降制御部１７及び表示部１３に出力する。すると、干
渉判定信号ＮＧ１を受けた昇降制御部１７は、昇降装置
２０の昇降モータ２２を作動させて、昇降本体２１を、
図１中一点鎖線で示すように、樹木６０との干渉を回避
する方向、即ち、上方（矢印Ａ方向）に所定の昇降速度
で伸ばして、映像取得装置２及びアンテナ３１を上昇さ
せる。なお、防衛範囲ＤＲは、人工衛星５０（５０Ａ）
の防衛範囲ＤＲ内に、樹木６０等の障害物が入っても、
直ちに人工衛星５０からの衛星信号ＳＳを受信し得なく
なる（即ち、人工衛星５０からの衛星信号ＳＳが途絶え
る）ように設定されたものではなく、昇降装置２０の昇
降速度及び車両の走行速度等を考慮して、人工衛星５０
からの衛星信号ＳＳが途絶えないように、人工衛星５０
と障害物との干渉を充分避けることが可能なように余裕
を持って設定されている。また、表示部１３には、干渉
判定部１６から、干渉判定信号ＮＧ１と共に衛星監視映
像データＳＷＰＤＡＴが出力され、これを受けた表示部
１３の表示制御部１３ａは、干渉判定信号ＮＧ１に基づ
いて、図５に示すように、干渉の有る人工衛星５０Ａの
衛星補正位置Ｃ１を、色を変化させて点滅させ、また、
図示しないスピーカーを介して警告音を発して、測量作
業者に注意を促す。

【００２２】やがて、昇降装置２０の作動による映像取
得装置２及びアンテナ３１の上昇に伴い、人工衛星５０
Ａの防衛範囲ＤＲと樹木６０との間の干渉が解消される
と、干渉判定部１６は、識別番号ＩＤが「００７」の人
工衛星５０Ａと樹木６０との間に干渉が無いと判定（も
ちろん、他に選択指定された人工衛星５０（５０Ｂ〜５
０Ｄ）の各防衛範囲ＤＲについても干渉が無いことを判
定）して、干渉判定信号ＮＧ０を、昇降制御部１７及び
表示部１３に出力する。すると、干渉判定信号ＮＧ０を
受けた昇降制御部１７は、昇降装置２０の昇降モータ２
２を停止させて、伸延させていた昇降本体２１を、干渉
判定信号ＮＧ０を受けた時点の状態に保持する。また、
干渉判定信号ＮＧ０を受けた表示部１３の表示制御部１
３ａは、干渉判定信号ＮＧ０に基づいて、干渉の有った
人工衛星５０Ａの衛星補正位置Ｃ１について、点滅を中
止して平常時の表示に戻し、また、図示しないスピーカ
ーから警告音を発することを中止する。これにより、測
量に最小限必要な人工衛星５０（５０Ａ〜５０Ｄ）が樹
木６０等の障害物に遮られないように、即ち、人工衛星
５０から発せられる衛星信号ＳＳが途絶えないように、
衛星信号受信装置３０のアンテナ３１の位置を保持する
ことが可能となる。そこで、測量作業者は、追尾制御装
置１０を作動させて、干渉判定部１６の判定結果（干渉
判定信号ＮＧ）を受けた昇降制御部１７の判断により、
アンテナ３１を障害物との干渉を回避させる方向に、昇
降装置２０を自動的に昇降駆動制御させたり、または、
表示部１３の画像表示部１３ｂの画像を監視したり警告
音を聞いたりした測量作業者が、アンテナ３１を障害物
との干渉を回避させる方向に、昇降装置２０等を操作し
たり、車両４０を操縦することにより、人工衛星５０か
ら発せられる衛星信号ＳＳが途絶えないようにアンテナ
３１の位置を保持しつつ、車両４０を走行させて、別の
測量位置に移動して、測量作業を継続実施する。

【００２３】また、昇降装置２０によるアンテナ３１の
昇降に伴う、アンテナ３１の受信位置ＲＯの高さの変化
は、図示しない時計及び昇降本体２２の伸縮に比例して
電気的出力変化が生じるポテンシオメータ等により、該
受信位置ＲＯの高さが変化した際の時刻と共に該変化し
た高さを、図示しないデータメモリ等に格納して、適宜
補正する。なお、アンテナ３１と映像取得装置２とは、
アンテナ取付フード８を介して一体化しているので、昇
降装置２０によりアンテナ３１を昇降させても、アンテ
ナ３１の受信位置ＲＯと映像取得装置２の魚眼レンズ７
の投影中心ＰＯとの相対位置は固定的であり変化せず、
一定しており、また、アンテナ３１は映像取得装置２の
魚眼レンズ７の中心軸ＣＴに沿って昇降するので、それ
ら受信位置ＲＯと投影中心ＰＯとの相対位置は、中心軸
ＣＴに沿った補正高さＨだけ補正すれば良く、アンテナ
３１の位置が移動しても、それら受信位置ＲＯと投影中
心ＰＯとの相対位置の補正は容易である。

【００２４】以上のように、人工衛星５０の軌道上の発
信位置Ｔ等から成る衛星位置データＳＤＡＴから、衛星
位置データ補正部１５により、映像座標（ｘ，ｙ）上の
衛星補正位置Ｃを演算し、干渉判定部１６により、周囲
の状況を示す映像データＰＤＡＴ中の樹木６０等の障害
物と、映像座標（ｘ，ｙ）上の衛星補正位置Ｃとを比較
して、それら障害物と衛星補正位置Ｃとの間の干渉状態
を、所定の判定条件（防衛データＤＤＡＴ、識別番号Ｉ
Ｄ）に基づいて判定して、該判定した結果、即ち、干渉
判定信号ＮＧ（ＮＧ０、ＮＧ１）に基づいて昇降制御部
１７を介して昇降装置２０を作動させて、衛星信号受信
装置３０のアンテナ３１と障害物との干渉を回避させる
方向、即ち、人工衛星５０から発せられる衛星信号ＳＳ
が途絶えないようにアンテナ３１を適宜昇降させる（な
お、アンテナ３１は昇降に限らず、水平方向に移動させ
てもよい）ことにより、従来のように、人工衛星を遮り
そうな障害物を直接目視することにより障害物の有無を
判定する必要がなく、人工衛星５０が障害物に遮られな
いように、容易に移動することが可能となる。また、干
渉判定部１６により衛星補正位置Ｃと障害物との間の干
渉状態を判定した結果を、干渉判定部１６によりそれら
衛星補正位置Ｃと障害物とを重ね合わせた衛星監視映像
データＳＷＰＤＡＴと共に、即ち、該判定結果である、
干渉判定信号ＮＧ（ＮＧ０、ＮＧ１）に基づいて表示部
１３の表示制御部１３ａにより衛星補正位置Ｃを点滅さ
せる等の形にして、表示部１３の画像表示部１３ｂに表
示する形で、また、警告音として発生させる形で出力す
ることにより、それら画像や警告音を監視するだけで、
人工衛星５０が樹木６０等の障害物に遮られるか否かを
容易に把握することができるので、従来のように、人工
衛星を遮りそうな障害物を直接目視することにより障害
物の有無を判定する必要がなく、人工衛星５０が障害物
に遮られないように、容易に移動することが可能とな
る。従って、ＧＰＳを利用して測量を実施する場合等、
ＧＰＳを利用して受信位置を求める場合に、人工衛星５
０が発する衛星信号ＳＳを途絶え無いように受信し得
る。即ち、人工衛星５０が発する衛星信号ＳＳは、測量
開始から終了まで途絶えること無く連続して受信するこ
とができるので、ＲＴＫにより受信位置を演算する受信
装置を用いて測量する場合は、測量開始時に人工衛星か
らの衛星信号を基準値として設定したものを用いて連続
して測量を実施し得るので、測量中に再度基準値を設定
し直す手間等を掛かけずに、短時間で効率良く測量する
ことが可能となる。

【００２５】なお、上述の実施例においては、衛星監視
装置１を用いて測量する場合について述べたが、人工衛
星５０が発する衛星信号ＳＳを受信して受信位置を求め
るために使用するためであれば、どのような目的に使用
されても良いことは言及するまでもない。また、上述の
実施例においては、映像取得装置２として、魚眼レンズ
７とＣＣＤカメラ６との組合せにより周囲の状況を映像
として取得するようにしたが、周囲の状況を映像として
取得し得れば何でも良いことは言及するまでもない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち第１
の発明は、人工衛星５０が発する衛星信号ＳＳを受信し
得るアンテナ３１を有し、該アンテナにより受信した衛
星信号に基づいて、当該衛星信号を発した人工衛星の該
アンテナに対する相対位置を演算して衛星位置データＳ
ＤＡＴとして出力し得る衛星信号受信装置３０等の受信
装置を設け、周囲の樹木６０等の障害物の状況を所定の
映像座標（ｘ，ｙ）等の映像座標上に映像データＰＤＡ
Ｔとして取得し得る映像取得装置２等の光学的観測手段
を設け、前記受信装置が演算した衛星位置データに基づ
いて、前記映像座標上の衛星補正位置Ｃ等の衛星位置を
演算する衛星位置データ補正部１５等の衛星位置データ
補正手段を設け、前記光学的観測手段が取得する前記映
像データ中の障害物と、前記衛星位置データ補正手段に
よって演算された衛星位置とを比較して、前記衛星位置
と前記障害物の干渉状態を判定し、所定の干渉判定信号
ＮＧ０、ＮＧ１等の判定信号を出力し得る干渉判定部１
６等の判定手段を設け、前記判定信号を出力する表示部
１３等の出力手段を設けて構成したので、

【００２７】映像座標上の衛星位置と映像データ中の障
害物とを比較して、それら障害物と衛星位置との間の干
渉状態を判定して、該判定した結果を、出力手段に、映
像座標上の衛星位置と映像データ中の障害物とを重ね合
わせた画像等として表示する形で、また警告音として発
生させる形等で出力することにより、それら画像や警告
音を監視するだけで、人工衛星が樹木等の障害物に遮ら
れるか否かを容易に把握することができるので、従来の
ように、人工衛星を遮りそうな障害物を直接目視するこ
とにより障害物の有無を判定する必要がなく、人工衛星
が障害物に遮られないように、容易に移動することが可
能となる。従って、ＧＰＳを利用して受信位置を求める
場合に、人工衛星が発する衛星信号を途絶え無いように
受信し得る。

【００２８】また、本発明のうち第２の発明は、第１の
発明において、前記アンテナを移動駆動し得る昇降装置
２０等のアンテナ駆動手段を設け、前記判定手段から出
力される判定信号に基づいて、前記アンテナ駆動手段を
介して、前記衛星位置と前記障害物の干渉が回避される
方向に前記アンテナを移動駆動制御する昇降制御部１７
等のアンテナ駆動制御手段を設けて構成したので、

【００２９】障害物と衛星位置との間の干渉状態を判定
した結果である判定信号に基づいて、アンテナ駆動制御
手段を介してアンテナ駆動手段を作動させて、衛星位置
と障害物の干渉が回避される方向、即ち、人工衛星から
発せられる衛星信号が途絶えないように受信装置のアン
テナを移動駆動させることにより、従来のように、人工
衛星を遮りそうな障害物を直接目視することにより障害
物の有無を判定する必要がなく、人工衛星が障害物に遮
られないように、容易に移動することが可能となる。従
って、ＧＰＳを利用して受信位置を求める場合に、人工
衛星が発する衛星信号を途絶え無いように受信し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による衛星監視装置が適用され
た衛星追尾装置を用いて測量する一実施例を示す図であ
る。

【図２】図２は、図１に示した衛星追尾装置のブロック
図である。

【図３】図３は、衛星位置データの映像座標上への座標
変換を示す概念図である。

【図４】図４は、図２に示した表示部が表示する画像の
一例を示す図である。

【図５】図５は、図２に示した表示部が表示する画像の
一例を示す図である。

【符号の説明】

２……光学的観測手段（映像取得装置）１３……出力手段（表示部）１５……衛星位置データ補正手段（衛星位置データ補正
部）１６……判定手段（干渉判定部）１７……アンテナ駆動制御手段（昇降制御部）２０……アンテナ駆動手段（昇降装置）３０……受信装置（衛星信号受信装置）３１……アンテナ５０……人工衛星６０……障害物（樹木）Ｃ……衛星位置（衛星補正位置）ＮＧ０、ＮＧ１……判定信号（干渉判定信号）ＰＤＡＴ……映像データＳＳ……衛星信号ＳＤＡＴ……衛星位置データ（ｘ，ｙ）……映像座標（映像座標）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】人工衛星が発する衛星信号を受信し得る
アンテナを有し、該アンテナにより受信した衛星信号に基づいて、当該衛
星信号を発した人工衛星の該アンテナに対する相対位置
を演算して衛星位置データとして出力し得る受信装置を
設け、周囲の障害物の状況を所定の映像座標上に映像データと
して取得し得る光学的観測手段を設け、前記受信装置が演算した衛星位置データに基づいて、前
記映像座標上の衛星位置を演算する衛星位置データ補正
手段を設け、前記光学的観測手段が取得する前記映像データ中の障害
物と、前記衛星位置データ補正手段によって演算された
衛星位置とを比較して、前記衛星位置と前記障害物の干
渉状態を判定し、所定の判定信号を出力し得る判定手段
を設け、前記判定信号を出力する出力手段を設けて構成した衛星
監視装置。
【請求項２】前記アンテナを移動駆動し得るアンテナ
駆動手段を設け、前記判定手段から出力される判定信号に基づいて、前記
アンテナ駆動手段を介して、前記衛星位置と前記障害物
の干渉が回避される方向に前記アンテナを移動駆動制御
するアンテナ駆動制御手段を設けて構成した請求項１に
記載の衛星監視装置。