JPH0953936A - Ｇｐｓスタッフ - Google Patents
ＧｐｓスタッフInfo
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- JPH0953936A JPH0953936A JP7210565A JP21056595A JPH0953936A JP H0953936 A JPH0953936 A JP H0953936A JP 7210565 A JP7210565 A JP 7210565A JP 21056595 A JP21056595 A JP 21056595A JP H0953936 A JPH0953936 A JP H0953936A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- staff
- gps
- positioning
- measurement
- antenna
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ＧＰＳ測位とスタッフを組み合わせることによ
り、簡略で高精度な水深の測定を可能にする。 【解決手段】スタッフ本体１の上部にＧＰＳアンテナ
２，３を設け、下端に接地センサ４を設ける。また、地
上に固定局１０を設置する。スタッフ１を水底に下ろし
て接地センサ４を測量点に接地させる。計測開始スイッ
チがオンされ接地センサ４が所定の圧力で接地すると、
計測が実行される。計測は、固定局１０の位置を基準と
してＧＰＳアンテナ２，３の位置をキネマティックに測
位する。ＧＰＳアンテナ２，３の位置座標が求まると、
その線分を接地センサ４まで延長することにより接地セ
ンサ４の位置、すなわち、水底の測量点の位置を算出す
ることができる。
り、簡略で高精度な水深の測定を可能にする。 【解決手段】スタッフ本体１の上部にＧＰＳアンテナ
２，３を設け、下端に接地センサ４を設ける。また、地
上に固定局１０を設置する。スタッフ１を水底に下ろし
て接地センサ４を測量点に接地させる。計測開始スイッ
チがオンされ接地センサ４が所定の圧力で接地すると、
計測が実行される。計測は、固定局１０の位置を基準と
してＧＰＳアンテナ２，３の位置をキネマティックに測
位する。ＧＰＳアンテナ２，３の位置座標が求まると、
その線分を接地センサ４まで延長することにより接地セ
ンサ４の位置、すなわち、水底の測量点の位置を算出す
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＧＰＳ測位を用
いて水深を計測するＧＰＳスタッフに関する。
いて水深を計測するＧＰＳスタッフに関する。
【０００２】
【従来の技術】図６に示すような水底の捨石マウントの
高さなどを測定するための方法として、従来よりスタッ
フやレッドを用いた方法が実用化されている。スタッフ
を用いた方法は、図７に示すように、測定船上から係員
６２が水底に向けて立てたスタッフ６０の上端部にスケ
ールを取り付け、これを地上のレベル要員６３が読み取
ることによって水深を計測するものである。この読み取
りを正確にするため、スタッフ６０は垂直に立てる必要
があり、このためスタッフの下端部を固定するための潜
水士６１も必要である。
高さなどを測定するための方法として、従来よりスタッ
フやレッドを用いた方法が実用化されている。スタッフ
を用いた方法は、図７に示すように、測定船上から係員
６２が水底に向けて立てたスタッフ６０の上端部にスケ
ールを取り付け、これを地上のレベル要員６３が読み取
ることによって水深を計測するものである。この読み取
りを正確にするため、スタッフ６０は垂直に立てる必要
があり、このためスタッフの下端部を固定するための潜
水士６１も必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】スタッフでは上記のよ
うな方法で水深を計測するため、人手を要するうえスタ
ッフを固定する作業に手間がかかり、水深の大きい場所
を計測する場合には、潜水士の作業時間を長くとれない
ため、計測にさらに時間が掛かるという問題点があっ
た。また、地上からのレベル計測では水深（水底の高
さ）しか計測することができないため測定位置を他の方
法で確定する必要があり、図６のように測定場所に検縄
という縄を張って特定する必要があった。さらに、潮流
が速い場合にはスタッフを垂直に固定する作業が困難に
なり、計測精度を保つのが困難になる欠点があった。
うな方法で水深を計測するため、人手を要するうえスタ
ッフを固定する作業に手間がかかり、水深の大きい場所
を計測する場合には、潜水士の作業時間を長くとれない
ため、計測にさらに時間が掛かるという問題点があっ
た。また、地上からのレベル計測では水深（水底の高
さ）しか計測することができないため測定位置を他の方
法で確定する必要があり、図６のように測定場所に検縄
という縄を張って特定する必要があった。さらに、潮流
が速い場合にはスタッフを垂直に固定する作業が困難に
なり、計測精度を保つのが困難になる欠点があった。
【０００４】一方、簡易な水深測定方法として、図８に
示すようなレッドによる方法がある。この方法は、錘が
取り付けられたロープに目盛りをつけ、これを計測船か
ら水底まで下ろして水深を計測するものである。しか
し、この方法は、波によって水面が上下するため目視で
その平均値をとる必要があり、また、潮流等によってレ
ッドが斜めに沈む可能性があるため、簡略ではあるが、
高精度の計測をすることができない欠点がある。
示すようなレッドによる方法がある。この方法は、錘が
取り付けられたロープに目盛りをつけ、これを計測船か
ら水底まで下ろして水深を計測するものである。しか
し、この方法は、波によって水面が上下するため目視で
その平均値をとる必要があり、また、潮流等によってレ
ッドが斜めに沈む可能性があるため、簡略ではあるが、
高精度の計測をすることができない欠点がある。
【０００５】この発明は、ＧＰＳ測位とスタッフを組み
合わせることにより、簡略で高精度な水深の測定を可能
にすることを目的とする。
合わせることにより、簡略で高精度な水深の測定を可能
にすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この出願の請求項１の発
明は、スタッフの軸上に設けられた複数のＧＰＳアンテ
ナと、これら複数のＧＰＳアンテナの位置をＧＰＳ測位
する測位手段と、該測位手段の測位結果に基づいてこの
スタッフの下端点の位置を演算する演算手段とを設けた
ことを特徴とする。
明は、スタッフの軸上に設けられた複数のＧＰＳアンテ
ナと、これら複数のＧＰＳアンテナの位置をＧＰＳ測位
する測位手段と、該測位手段の測位結果に基づいてこの
スタッフの下端点の位置を演算する演算手段とを設けた
ことを特徴とする。
【０００７】この出願の請求項２の発明は、スタッフの
軸外に設けられた３つ以上のＧＰＳアンテナと、これら
のＧＰＳアンテナの位置をＧＰＳ測位する測位手段と、
該測位手段の測位結果に基づいてこのスタッフの下端点
の位置を演算する演算手段とを設けたことを特徴とす
る。
軸外に設けられた３つ以上のＧＰＳアンテナと、これら
のＧＰＳアンテナの位置をＧＰＳ測位する測位手段と、
該測位手段の測位結果に基づいてこのスタッフの下端点
の位置を演算する演算手段とを設けたことを特徴とす
る。
【０００８】この出願の請求項３の発明は、スタッフ上
端部に設けられたＧＰＳアンテナと、スタッフの傾きお
よび向きを測定する傾き測定手段および方位測定手段
と、前記ＧＰＳアンテナの位置をＧＰＳ測位する測位手
段と、該測位手段の測位結果と前記傾き測定手段および
方位測定手段の測定結果に基づいてこのスタッフの下端
点の位置を演算する演算手段とを設けたことを特徴とす
る。
端部に設けられたＧＰＳアンテナと、スタッフの傾きお
よび向きを測定する傾き測定手段および方位測定手段
と、前記ＧＰＳアンテナの位置をＧＰＳ測位する測位手
段と、該測位手段の測位結果と前記傾き測定手段および
方位測定手段の測定結果に基づいてこのスタッフの下端
点の位置を演算する演算手段とを設けたことを特徴とす
る。
【０００９】この出願の請求項４の発明は、前記測位手
段を、地上に設けられたＧＰＳ受信機を固定局とし、前
記ＧＰＳアンテナを移動局とするキネマティック測位手
段としたことを特徴とする。
段を、地上に設けられたＧＰＳ受信機を固定局とし、前
記ＧＰＳアンテナを移動局とするキネマティック測位手
段としたことを特徴とする。
【００１０】この出願の請求項５の発明は、前記スタッ
フの下端に押圧力を検出するセンサを設け、このセンサ
が特定を押圧力を検出したとき、前記測定手段または演
算手段の動作を有効にしたことを特徴とする。
フの下端に押圧力を検出するセンサを設け、このセンサ
が特定を押圧力を検出したとき、前記測定手段または演
算手段の動作を有効にしたことを特徴とする。
【００１１】以上の構成により、請求項１の発明では、
スタッフの軸上に複数のＧＰＳアンテナを設け、このＧ
ＰＳアンテナの位置を測位することにより、これら複数
のＧＰＳアンテナを端点とする線分を求める。ＧＰＳア
ンテナの位置と下端点との距離を事前に計測しておけ
ば、前記線分をこの距離だけ延長することにより、下端
点の位置を求めることができる。
スタッフの軸上に複数のＧＰＳアンテナを設け、このＧ
ＰＳアンテナの位置を測位することにより、これら複数
のＧＰＳアンテナを端点とする線分を求める。ＧＰＳア
ンテナの位置と下端点との距離を事前に計測しておけ
ば、前記線分をこの距離だけ延長することにより、下端
点の位置を求めることができる。
【００１２】また、請求項２の発明では、スタッフの軸
外に３つ以上のＧＰＳアンテナを設けた。このアンテナ
でＧＰＳ信号を受信し、それぞれのアンテナの位置を測
位する。したがって、３つ以上のＧＰＳアンテナとスタ
ッフ下端との位置関係を事前に計測しておくことによ
り、求められた３点の位置（座標）に基づいてスタッフ
下端点の位置を求めることができる。複数のアンテナを
１つの平面上に設けることにより、全てのＧＰＳアンテ
ナの受信条件を同一にすることができる。
外に３つ以上のＧＰＳアンテナを設けた。このアンテナ
でＧＰＳ信号を受信し、それぞれのアンテナの位置を測
位する。したがって、３つ以上のＧＰＳアンテナとスタ
ッフ下端との位置関係を事前に計測しておくことによ
り、求められた３点の位置（座標）に基づいてスタッフ
下端点の位置を求めることができる。複数のアンテナを
１つの平面上に設けることにより、全てのＧＰＳアンテ
ナの受信条件を同一にすることができる。
【００１３】また、請求項３の発明では、スタッフ上端
部に設けられたＧＰＳアンテナにより、この点の位置を
測位する。さらに、傾き測定手段および方位測定手段に
よりスタッフの傾きおよび向きを測定する。前記ＧＰＳ
アンテナの位置から、前記傾き測定手段および方位測定
手段の測定結果の方向にスタッフの長さだけ移動した点
がスタッフの下端点となる。
部に設けられたＧＰＳアンテナにより、この点の位置を
測位する。さらに、傾き測定手段および方位測定手段に
よりスタッフの傾きおよび向きを測定する。前記ＧＰＳ
アンテナの位置から、前記傾き測定手段および方位測定
手段の測定結果の方向にスタッフの長さだけ移動した点
がスタッフの下端点となる。
【００１４】上記発明において、地上に固定局を設け、
キネマティック測位を行うことにより、短時間で高精度
の測位を行うことができるようになる。
キネマティック測位を行うことにより、短時間で高精度
の測位を行うことができるようになる。
【００１５】また、スタッフの下端に所定圧力でオンす
るセンサを設け、このセンサがオンしたとき上記下端点
の測位を行うようにしたことにより、スタッフが水底に
接地したことを確実に検出することができ、また、軟弱
な水底であってもスタッフを押し込んでしまうことがな
い。
るセンサを設け、このセンサがオンしたとき上記下端点
の測位を行うようにしたことにより、スタッフが水底に
接地したことを確実に検出することができ、また、軟弱
な水底であってもスタッフを押し込んでしまうことがな
い。
【００１６】
【発明の実施の態様】図１はこの発明の実施形態である
ＧＰＳスタッフ１およびこれを用いた水深の計測を説明
する図である。図２は同ＧＰＳスタッフ１および固定局
１０のの制御部のブロック図である。
ＧＰＳスタッフ１およびこれを用いた水深の計測を説明
する図である。図２は同ＧＰＳスタッフ１および固定局
１０のの制御部のブロック図である。
【００１７】図においてスタッフ１は、測定船２０から
水底に向けて下ろされるものであり、その本体は約１０
センチメートル角のアルミパイプなどの軽量・高剛性の
素材で構成されており、水面上に数メートルが露出する
ように、計測すべき水深に合わせてその全長が設定され
ている。水面上に露出する部分の上端部およびその下部
の２か所にＧＰＳアンテナ２，３が設けられている。ま
た、スタッフの水中側の先端部には所定の押圧力でオン
する接地センサ４が設けられている。ここで、ＧＰＳア
ンテナ２，３の間隔をＬ１とし、ＧＰＳアンテナ２と接
地センサ４との間隔（スタッフの全長）をＬ２とする。
Ｌ１およびＬ２は予め正確に測定され、制御部５に記憶
されている。
水底に向けて下ろされるものであり、その本体は約１０
センチメートル角のアルミパイプなどの軽量・高剛性の
素材で構成されており、水面上に数メートルが露出する
ように、計測すべき水深に合わせてその全長が設定され
ている。水面上に露出する部分の上端部およびその下部
の２か所にＧＰＳアンテナ２，３が設けられている。ま
た、スタッフの水中側の先端部には所定の押圧力でオン
する接地センサ４が設けられている。ここで、ＧＰＳア
ンテナ２，３の間隔をＬ１とし、ＧＰＳアンテナ２と接
地センサ４との間隔（スタッフの全長）をＬ２とする。
Ｌ１およびＬ２は予め正確に測定され、制御部５に記憶
されている。
【００１８】図１において、制御部５は係員２１の腰に
ベルトで装着されており、ＧＰＳスタッフ本体１（ＧＰ
Ｓアンテナ２，３および接地センサ４）とはケーブルで
接続されている。制御部５は、固定局１０と通信を行う
ためのアンテナ３０および計測を開始するための計測開
始スイッチ３４（図２参照）を表面に備えている。な
お、制御部５は係員の腰に装着して係員が携帯するほ
か、ＧＰＳスタッフ本体１に直接取り付けたり、測定船
２０に取り付けることもできる。
ベルトで装着されており、ＧＰＳスタッフ本体１（ＧＰ
Ｓアンテナ２，３および接地センサ４）とはケーブルで
接続されている。制御部５は、固定局１０と通信を行う
ためのアンテナ３０および計測を開始するための計測開
始スイッチ３４（図２参照）を表面に備えている。な
お、制御部５は係員の腰に装着して係員が携帯するほ
か、ＧＰＳスタッフ本体１に直接取り付けたり、測定船
２０に取り付けることもできる。
【００１９】一方、固定局１０は、ＧＰＳアンテナ１１
および通信用アンテナ１４を備えており、計測場所付近
の堅固な地上に設置される。固定局１０は、設置後，水
深の計測作業開始前に、ＧＰＳ測位により自己の正確な
位置を計測しているものとする。ＧＰＳアンテナ２，３
の位置は、この固定局１０の測位データを用いてキネマ
ティックに測位される。
および通信用アンテナ１４を備えており、計測場所付近
の堅固な地上に設置される。固定局１０は、設置後，水
深の計測作業開始前に、ＧＰＳ測位により自己の正確な
位置を計測しているものとする。ＧＰＳアンテナ２，３
の位置は、この固定局１０の測位データを用いてキネマ
ティックに測位される。
【００２０】図２において、制御部５には、２個のＧＰ
Ｓアンテナ２，３に対応するＧＰＳ受信機３２，３３が
設けられている。また、前記固定局１０（のアンテナ１
４）からデータを受信するアンテナ３０にはデータ受信
部３５が接続されている。これらＧＰＳ受信機３２，３
３およびデータ受信部３５は測位演算部３６に接続され
ている。ＧＰＳ受信機３２，３３は、それぞれＧＰＳア
ンテナ２，３で受信したＧＰＳ信号の位相データを測位
演算部３６に入力する。また、データ受信部３５は、固
定局１０から受信した固定局の位相データを測位演算部
３６に入力する。また、測位演算部３６には、接地セン
サ４および計測開始スイッチ３４が接続されている。計
測開始スイッチ３４および接地センサ４がともにオンし
たとき、測位演算部３６はＧＰＳ受信機３２，３３およ
びデータ受信部３５から入力された位相データに基づい
て測位点１（ＧＰＳアンテナ２の位置）および測位点２
（ＧＰＳアンテナ３の位置）の座標値を算出する。算出
された座標値は、水深演算部３７に入力される。水深演
算部３７は、入力された計測点１，２の座標値に基づい
て測量点（接地センサ４の位置）の座標値を算出する。
この座標値は座標変換部３８に入力される。水深演算部
３７が算出した座標値はＧＰＳ座標系の値であるため、
座標変換部３８は、この座標値を測定場所における地表
座標に変換する。座標変換部３８が変換した座標値はデ
ータレコーダなどに出力され、蓄積記憶される。
Ｓアンテナ２，３に対応するＧＰＳ受信機３２，３３が
設けられている。また、前記固定局１０（のアンテナ１
４）からデータを受信するアンテナ３０にはデータ受信
部３５が接続されている。これらＧＰＳ受信機３２，３
３およびデータ受信部３５は測位演算部３６に接続され
ている。ＧＰＳ受信機３２，３３は、それぞれＧＰＳア
ンテナ２，３で受信したＧＰＳ信号の位相データを測位
演算部３６に入力する。また、データ受信部３５は、固
定局１０から受信した固定局の位相データを測位演算部
３６に入力する。また、測位演算部３６には、接地セン
サ４および計測開始スイッチ３４が接続されている。計
測開始スイッチ３４および接地センサ４がともにオンし
たとき、測位演算部３６はＧＰＳ受信機３２，３３およ
びデータ受信部３５から入力された位相データに基づい
て測位点１（ＧＰＳアンテナ２の位置）および測位点２
（ＧＰＳアンテナ３の位置）の座標値を算出する。算出
された座標値は、水深演算部３７に入力される。水深演
算部３７は、入力された計測点１，２の座標値に基づい
て測量点（接地センサ４の位置）の座標値を算出する。
この座標値は座標変換部３８に入力される。水深演算部
３７が算出した座標値はＧＰＳ座標系の値であるため、
座標変換部３８は、この座標値を測定場所における地表
座標に変換する。座標変換部３８が変換した座標値はデ
ータレコーダなどに出力され、蓄積記憶される。
【００２１】一方、固定局１０では、ＧＰＳアンテナ１
１で受信したＧＰＳ信号をＧＰＳ受信機１２で解析し、
その位相データを割り出したのち、この位相データをデ
ータ通信手段１３およびアンテナ１４を介してＧＰＳス
タッフ１に向けて送信する。この位相データの送信は常
時継続して行われているものとする。
１で受信したＧＰＳ信号をＧＰＳ受信機１２で解析し、
その位相データを割り出したのち、この位相データをデ
ータ通信手段１３およびアンテナ１４を介してＧＰＳス
タッフ１に向けて送信する。この位相データの送信は常
時継続して行われているものとする。
【００２２】固定局１０は事前に長時間測位によって高
精度の単独測位を行っており、受信中の各ＧＰＳ信号の
波数（整数値バイアス）が周知になっている。ＧＰＳス
タッフ１は固定局１０の位置（既知点）からＧＰＳ信号
の受信を開始するため、ＧＰＳスタッフ１においてもＧ
ＰＳ信号の整数値バイアスが確定された状態で信号受信
を開始する。測位演算部３６は、固定局１０から受信す
る位相データおよびＧＰＳ受信機３２，３３で受信した
位相データに基づいてＧＰＳアンテナ２の位置（測位点
１）およびＧＰＳアンテナ３の位置（測位点２）を割り
出す。ＧＰＳ信号の搬送波位相を用いて測位すれば、こ
れら測位点の測位精度を数センチメートルにすることが
できる。さらに、水深演算部３７は、この測位点１，測
位点２の位置に基づいて接地センサ４の位置（測量点）
の位置を割り出す。
精度の単独測位を行っており、受信中の各ＧＰＳ信号の
波数（整数値バイアス）が周知になっている。ＧＰＳス
タッフ１は固定局１０の位置（既知点）からＧＰＳ信号
の受信を開始するため、ＧＰＳスタッフ１においてもＧ
ＰＳ信号の整数値バイアスが確定された状態で信号受信
を開始する。測位演算部３６は、固定局１０から受信す
る位相データおよびＧＰＳ受信機３２，３３で受信した
位相データに基づいてＧＰＳアンテナ２の位置（測位点
１）およびＧＰＳアンテナ３の位置（測位点２）を割り
出す。ＧＰＳ信号の搬送波位相を用いて測位すれば、こ
れら測位点の測位精度を数センチメートルにすることが
できる。さらに、水深演算部３７は、この測位点１，測
位点２の位置に基づいて接地センサ４の位置（測量点）
の位置を割り出す。
【００２３】ここで、測位点１の座標を（ｘ1 ，ｙ1 ，
ｚ1 ）とし、測位点２の座標を（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）と
し、ｒ＝Ｌ２／Ｌ１とすると、測量点の座標（ｘ，ｙ，
ｚ）は、 ｘ＝ｒ（ｘ2 −ｘ1 ）＋ｘ1 ｙ＝ｒ（ｙ2 −ｙ1 ）＋ｙ1 ｚ＝ｒ（ｚ2 −ｚ1 ）＋ｚ1 で求めることができる。さらに、この測量点の座標値は
ＧＰＳ座標系による座標値であるため、座標変換部３８
がこの座標値を測位位置の基準面をＸＹ平面（Ｚ＝０）
とする座標系に変換する。
ｚ1 ）とし、測位点２の座標を（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）と
し、ｒ＝Ｌ２／Ｌ１とすると、測量点の座標（ｘ，ｙ，
ｚ）は、 ｘ＝ｒ（ｘ2 −ｘ1 ）＋ｘ1 ｙ＝ｒ（ｙ2 −ｙ1 ）＋ｙ1 ｚ＝ｒ（ｚ2 −ｚ1 ）＋ｚ1 で求めることができる。さらに、この測量点の座標値は
ＧＰＳ座標系による座標値であるため、座標変換部３８
がこの座標値を測位位置の基準面をＸＹ平面（Ｚ＝０）
とする座標系に変換する。
【００２４】このＧＰＳスタッフ１は測定船２０に乗船
する係員２１によって取り扱われる。係員２１はこのＧ
ＰＳスタッフ１の先端（接地センサ４側）を水没させ、
測量点に接地させるとともに、係員２１が腰に装着して
いる制御部５の計測開始スイッチ３４をオンする。計測
開始スイッチ３４がオンされ且つ接地センサ４が所定押
圧力によってオンしたとき測位演算部３６，水深演算部
３７および座標変換部３８が動作し、そのときの測量点
の座標を割り出してデータレコーダに出力する。係員２
１は図６に示す複数の測量点について順番にこの動作を
繰り返して行い、その位置および深度をデータレコーダ
に記録する。データレコーダには深度（座標変換後の
ｚ）と対応してその測量点の位置（座標変換後のｘ，
ｙ）も記録されるため、事前に測量点を検縄などで特定
しておく必要がない。なお、測定船２０の移動速度はそ
れほど速くないため、ＧＰＳアンテナ２，３が受信する
ＧＰＳ信号にサイクルスリップは発生しない。
する係員２１によって取り扱われる。係員２１はこのＧ
ＰＳスタッフ１の先端（接地センサ４側）を水没させ、
測量点に接地させるとともに、係員２１が腰に装着して
いる制御部５の計測開始スイッチ３４をオンする。計測
開始スイッチ３４がオンされ且つ接地センサ４が所定押
圧力によってオンしたとき測位演算部３６，水深演算部
３７および座標変換部３８が動作し、そのときの測量点
の座標を割り出してデータレコーダに出力する。係員２
１は図６に示す複数の測量点について順番にこの動作を
繰り返して行い、その位置および深度をデータレコーダ
に記録する。データレコーダには深度（座標変換後の
ｚ）と対応してその測量点の位置（座標変換後のｘ，
ｙ）も記録されるため、事前に測量点を検縄などで特定
しておく必要がない。なお、測定船２０の移動速度はそ
れほど速くないため、ＧＰＳアンテナ２，３が受信する
ＧＰＳ信号にサイクルスリップは発生しない。
【００２５】図３はこの発明の第２の実施形態であるＧ
ＰＳスタッフの外観構成を示す図である。また、図４は
同ＧＰＳスタッフにおける測定点Ｓの算出方法を説明す
る図である。このＧＰＳスタッフ４０において前記第１
の実施形態のＧＰＳスタッフ１と異なる点は、ＧＰＳア
ンテナ４１，４２，４３を軸外に３個設けた点である。
スタッフ４０の先端には第１の実施形態と同様の接地セ
ンサ４４が設けられている。ＧＰＳアンテナ４１，４
２，４３は、スタッフ本体４０の上側先端部（Ｔ点）か
ら伸ばされたアーム４５，４６，４７の先端にそれぞれ
取り付けられている。アーム４５，４６，４７はそれぞ
れ同一の長さであり、互いに１２０度の角度でスタッフ
本体４０に対して直角に接続されている。これにより、
３個のＧＰＳアンテナ４１，４２，４３と測量点（接地
センサ４４の位置）とは、底面が正三角形の三角錐の頂
点となるような位置関係になる。このようにＧＰＳアン
テナをスタッフ本体の軸外に設けたことによりＧＰＳ信
号をスタッフに遮られることがなくなり、３つのアンテ
ナが同一の衛星を同一の条件で受信することができる。
なお、これに伴ってこのＧＰＳスタッフの制御部（図示
せず）には、３つのＧＰＳアンテナ４１，４２，４３に
対応して３台のＧＰＳ受信機が並列に設けられている。
ＰＳスタッフの外観構成を示す図である。また、図４は
同ＧＰＳスタッフにおける測定点Ｓの算出方法を説明す
る図である。このＧＰＳスタッフ４０において前記第１
の実施形態のＧＰＳスタッフ１と異なる点は、ＧＰＳア
ンテナ４１，４２，４３を軸外に３個設けた点である。
スタッフ４０の先端には第１の実施形態と同様の接地セ
ンサ４４が設けられている。ＧＰＳアンテナ４１，４
２，４３は、スタッフ本体４０の上側先端部（Ｔ点）か
ら伸ばされたアーム４５，４６，４７の先端にそれぞれ
取り付けられている。アーム４５，４６，４７はそれぞ
れ同一の長さであり、互いに１２０度の角度でスタッフ
本体４０に対して直角に接続されている。これにより、
３個のＧＰＳアンテナ４１，４２，４３と測量点（接地
センサ４４の位置）とは、底面が正三角形の三角錐の頂
点となるような位置関係になる。このようにＧＰＳアン
テナをスタッフ本体の軸外に設けたことによりＧＰＳ信
号をスタッフに遮られることがなくなり、３つのアンテ
ナが同一の衛星を同一の条件で受信することができる。
なお、これに伴ってこのＧＰＳスタッフの制御部（図示
せず）には、３つのＧＰＳアンテナ４１，４２，４３に
対応して３台のＧＰＳ受信機が並列に設けられている。
【００２６】図４に示すように、３個のＧＰＳアンテナ
４１，４２，４３の位置を測位点Ａ（ｘ1 ，ｙ1 ，
ｚ1 ），測位点Ｂ（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ），測位点Ｃ（ｘ
3 ，ｙ3，ｚ3 ）とし、スタッフの上端位置をＴ
（ｘ4 ，ｙ4 ，ｚ4 ）とすると、測量点の位置Ｓ
（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）は、 ｘ0 ＝ｘ4 ＋ｘ04 ｙ0 ＝ｙ4 ＋ｙ04 ｚ0 ＝ｚ4 ＋ｚ04 で求められる。ただし、ｘ04，ｙ04，ｚ04は、ベクトル
Ｔ→ＳのＸ，Ｙ，Ｚ成分ベクトルである。
４１，４２，４３の位置を測位点Ａ（ｘ1 ，ｙ1 ，
ｚ1 ），測位点Ｂ（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ），測位点Ｃ（ｘ
3 ，ｙ3，ｚ3 ）とし、スタッフの上端位置をＴ
（ｘ4 ，ｙ4 ，ｚ4 ）とすると、測量点の位置Ｓ
（ｘ0 ，ｙ0 ，ｚ0 ）は、 ｘ0 ＝ｘ4 ＋ｘ04 ｙ0 ＝ｙ4 ＋ｙ04 ｚ0 ＝ｚ4 ＋ｚ04 で求められる。ただし、ｘ04，ｙ04，ｚ04は、ベクトル
Ｔ→ＳのＸ，Ｙ，Ｚ成分ベクトルである。
【００２７】ここで、Ｔ（ｘ4 ，ｙ4 ，ｚ4 ）は、 ｘ4 ＝（ｘ1 ＋ｘ2 ＋ｘ3 ）／３ ｙ4 ＝（ｙ1 ＋ｙ2 ＋ｙ3 ）／３ ｚ4 ＝（ｚ1 ＋ｚ2 ＋ｚ3 ）／３ で求められる。また、ベクトルＴ→Ｓ（以下、〔Ｔ→
Ｓ〕で表す）は、絶対値がスタッフの全長Ｌ２であり、
アームがスタッフから垂直に伸びていることから〔Ａ→
Ｂ〕・〔Ｔ→Ｓ〕＝０（・は内積）、且つ、〔Ｂ→Ｃ〕
・〔Ｔ→Ｓ〕＝０より、
Ｓ〕で表す）は、絶対値がスタッフの全長Ｌ２であり、
アームがスタッフから垂直に伸びていることから〔Ａ→
Ｂ〕・〔Ｔ→Ｓ〕＝０（・は内積）、且つ、〔Ｂ→Ｃ〕
・〔Ｔ→Ｓ〕＝０より、
【００２８】
【数１】
【００２９】となり、これらの式を解くことによってｘ
04，ｙ04，ｚ04が求められる。ただし、ｘ21，ｙ21，ｚ
21は〔Ａ→Ｂ〕の成分ベクトルであり、ｘ32，ｙ32，ｚ
32は〔Ｂ→Ｃ〕の成分ベクトルである。
04，ｙ04，ｚ04が求められる。ただし、ｘ21，ｙ21，ｚ
21は〔Ａ→Ｂ〕の成分ベクトルであり、ｘ32，ｙ32，ｚ
32は〔Ｂ→Ｃ〕の成分ベクトルである。
【００３０】図５はこの発明の第３の実施形態であるＧ
ＰＳスタッフの構成を示す図である。このＧＰＳスタッ
フ５０は、スタッフ上端部にＧＰＳアンテナ５１を備
え、さらに、ジンバル機構５５で支持されたコンパス５
２、および、ジンバル機構５５の水平軸，垂直軸のそれ
ぞれに取り付けられた角度計５３，５４を備えている。
水平軸に取り付けられた角度計５３がＧＰＳスタッフ５
０の傾きを検出し、垂直軸に取り付けられた角度計５４
がＧＰＳスタッフの方位を検出する。ただし、このＤＳ
Ｐスタッフ５０はジンバル機構５５のフレームが傾斜方
向に対して正面を向くように操作するものとする。も
し、ジンバル機構５５がどの向きに傾斜するようにスタ
ッフを傾けても方位の検出が可能なようにするために
は、３軸支持のジンバル機構を用いればよい。
ＰＳスタッフの構成を示す図である。このＧＰＳスタッ
フ５０は、スタッフ上端部にＧＰＳアンテナ５１を備
え、さらに、ジンバル機構５５で支持されたコンパス５
２、および、ジンバル機構５５の水平軸，垂直軸のそれ
ぞれに取り付けられた角度計５３，５４を備えている。
水平軸に取り付けられた角度計５３がＧＰＳスタッフ５
０の傾きを検出し、垂直軸に取り付けられた角度計５４
がＧＰＳスタッフの方位を検出する。ただし、このＤＳ
Ｐスタッフ５０はジンバル機構５５のフレームが傾斜方
向に対して正面を向くように操作するものとする。も
し、ジンバル機構５５がどの向きに傾斜するようにスタ
ッフを傾けても方位の検出が可能なようにするために
は、３軸支持のジンバル機構を用いればよい。
【００３１】スタッフ５０の全長Ｌ２は既知であるた
め、角度計５３，５４によって傾きと方位が検出されれ
ば、ＧＰＳアンテナ５１の位置から前記傾き・方位の方
向へＬ２だけ伸ばした位置が測位点の位置として割り出
されることになる。
め、角度計５３，５４によって傾きと方位が検出されれ
ば、ＧＰＳアンテナ５１の位置から前記傾き・方位の方
向へＬ２だけ伸ばした位置が測位点の位置として割り出
されることになる。
【００３２】なお、上記実施形態では測位点の算出をＧ
ＰＳスタッフ側（制御部）で行うようにしているが、Ｇ
ＰＳスタッフが固定局に対して位相データを送信し、固
定局側で測位点の座標値を割り出すようにしてもよい。
ＰＳスタッフ側（制御部）で行うようにしているが、Ｇ
ＰＳスタッフが固定局に対して位相データを送信し、固
定局側で測位点の座標値を割り出すようにしてもよい。
【００３３】また、スタッフ本体を継ぎ足し可能にし
て、測定する水深に合わせた長さに調整できるようにし
てもよい。この場合には、そのときの長さを制御部５に
設定するものとする。
て、測定する水深に合わせた長さに調整できるようにし
てもよい。この場合には、そのときの長さを制御部５に
設定するものとする。
【００３４】なお、このＧＰＳスタッフが適用される場
面としては、上述した捨石マウントの高さ計測のほか、
浚渫面や床堀り面の深さの計測、橋桁，シーバースなど
の構造物の底面の計測などがある。
面としては、上述した捨石マウントの高さ計測のほか、
浚渫面や床堀り面の深さの計測、橋桁，シーバースなど
の構造物の底面の計測などがある。
【００３５】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、スタッ
フにＧＰＳアンテナを設け、このアンテナの位置の測位
結果に基づいてスタッフ下端の位置、すなわち、深さお
よびその水平位置を割り出すようにしたことにより、ス
タッフ下端を固定する潜水士や地上からスタッフのレベ
ルを計測する要員が不要となり、２名程度の少人数で計
測を行うことができる。また、深度と同時にその測定位
置も割り出すことができるため、測定位置を他の方法で
割り出す必要がなくなる。さらに、傾斜したままで計測
ができるため、波浪，潮流があってもこれに影響される
ことなく正確な測定が可能になる。
フにＧＰＳアンテナを設け、このアンテナの位置の測位
結果に基づいてスタッフ下端の位置、すなわち、深さお
よびその水平位置を割り出すようにしたことにより、ス
タッフ下端を固定する潜水士や地上からスタッフのレベ
ルを計測する要員が不要となり、２名程度の少人数で計
測を行うことができる。また、深度と同時にその測定位
置も割り出すことができるため、測定位置を他の方法で
割り出す必要がなくなる。さらに、傾斜したままで計測
ができるため、波浪，潮流があってもこれに影響される
ことなく正確な測定が可能になる。
【００３６】また、キネマティックＧＰＳを用いること
により、短時間で高精度の測位を行うことが可能にな
る。
により、短時間で高精度の測位を行うことが可能にな
る。
【００３７】また、スタッフの下端に所定圧力でオンす
るセンサを設けて、このセンサがオンしたとき計測を行
うようにしたこことにより、軟弱な水底であっても一定
の押圧力の位置で計測を行うことができる。
るセンサを設けて、このセンサがオンしたとき計測を行
うようにしたこことにより、軟弱な水底であっても一定
の押圧力の位置で計測を行うことができる。
【図１】この発明の実施形態であるＧＰＳスタッフによ
る水深測定の方式を示す図
る水深測定の方式を示す図
【図２】同ＧＰＳスタッフの制御部のブロック図
【図３】この発明の他の実施形態であるＧＰＳスタッフ
を示す図
を示す図
【図４】同ＧＰＳスタッフにおける測量点座標算出の方
式を説明する図
式を説明する図
【図５】この発明のさらに他の実施形態であるＧＰＳス
タッフを示す図
タッフを示す図
【図６】盛土の水深測定点を示す図
【図７】従来のスタッフによる測位を説明する図
【図８】従来のレッドによる測位を説明する図
１−スタッフ本体、２，３−ＧＰＳアンテナ、４−接地
センサ、５−制御部、１０−固定局
センサ、５−制御部、１０−固定局
フロントページの続き (72)発明者 松本 次男 兵庫県神戸市中央区海岸通（番地なし） 神戸地方合同庁舎 運輸省第三港湾建設局 内 (72)発明者 平山 勇 兵庫県西宮市芦原町９番52号 古野電気株 式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 スタッフの軸上に設けられた複数のＧＰ
Ｓアンテナと、これら複数のＧＰＳアンテナの位置をＧ
ＰＳ測位する測位手段と、該測位手段の測位結果に基づ
いてこのスタッフの下端点の位置を演算する演算手段と
を設けたことを特徴とするＧＰＳスタッフ。 - 【請求項２】 スタッフの軸外に設けられた３つ以上の
ＧＰＳアンテナと、これらのＧＰＳアンテナの位置をＧ
ＰＳ測位する測位手段と、該測位手段の測位結果に基づ
いてこのスタッフの下端点の位置を演算する演算手段と
を設けたことを特徴とするＧＰＳスタッフ。 - 【請求項３】 スタッフ上端部に設けられたＧＰＳアン
テナと、スタッフの傾きおよび向きを測定する傾き測定
手段および方位測定手段と、前記ＧＰＳアンテナの位置
をＧＰＳ測位する測位手段と、該測位手段の測位結果と
前記傾き測定手段および方位測定手段の測定結果に基づ
いてこのスタッフの下端点の位置を演算する演算手段と
を設けたことを特徴とするＧＰＳスタッフ。 - 【請求項４】 前記測位手段は、地上に設けられたＧＰ
Ｓ受信機を固定局とし、前記ＧＰＳアンテナを移動局と
するキネマティック測位手段である請求項１，２，３に
記載のＧＰＳスタッフ。 - 【請求項５】 前記スタッフの下端に押圧力を検出する
センサを設け、このセンサが特定を押圧力を検出したと
き、前記測定手段または演算手段の動作を有効にした請
求項１〜４記載のＧＰＳスタッフ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210565A JPH0953936A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | Ｇｐｓスタッフ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210565A JPH0953936A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | Ｇｐｓスタッフ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953936A true JPH0953936A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16591433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7210565A Pending JPH0953936A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | Ｇｐｓスタッフ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0953936A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2772134A1 (fr) * | 1997-12-08 | 1999-06-11 | Aqass | Dispositif pour effectuer des leves hydrographiques a partir d'une embarcation |
| JP2003028947A (ja) * | 2001-07-16 | 2003-01-29 | Tamagawa Seiki Co Ltd | 位置測定装置 |
| JP2014044067A (ja) * | 2012-08-24 | 2014-03-13 | Topcon Corp | 写真測量用カメラ及び航空写真装置 |
| JP2017026467A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | 株式会社本間組 | 水中位置計測装置 |
| JP2017066642A (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 株式会社本間組 | 水底施工領域の高さ管理装置 |
| JP2019117168A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 学校法人北里研究所 | 水中目標地点測位システム、水中目標地点測位方法、及び、プログラム |
| CN114910008A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-16 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 刀座测量工具、刀座检测系统和刀座位姿参数检测方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0381511U (ja) * | 1989-12-08 | 1991-08-20 | ||
| JPH0694456A (ja) * | 1991-09-26 | 1994-04-05 | Unyusho Daiyon Kowan Kensetsu Kyokucho | Ｇｐｓキネマティック測位法による深浅測量システム |
| JPH0771960A (ja) * | 1993-09-02 | 1995-03-17 | Mitsui Constr Co Ltd | Ｇｐｓ用受信装置 |
-
1995
- 1995-08-18 JP JP7210565A patent/JPH0953936A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0381511U (ja) * | 1989-12-08 | 1991-08-20 | ||
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| JPH0771960A (ja) * | 1993-09-02 | 1995-03-17 | Mitsui Constr Co Ltd | Ｇｐｓ用受信装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114910008A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-16 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 刀座测量工具、刀座检测系统和刀座位姿参数检测方法 |
| CN114910008B (zh) * | 2022-05-20 | 2023-09-01 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 刀座测量工具、刀座检测系统和刀座位姿参数检测方法 |
| US12392601B2 (en) | 2022-05-20 | 2025-08-19 | Jiangsu Xcmg Construction Machinery Research Institute Ltd. | Cutter holder measuring tool, cutter holder detecting system and method for detecting cutter holder pose parameter |
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