JPH11211459A - 慣性保護測定手段を有する測量システム - Google Patents
慣性保護測定手段を有する測量システムInfo
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- JPH11211459A JPH11211459A JP10317286A JP31728698A JPH11211459A JP H11211459 A JPH11211459 A JP H11211459A JP 10317286 A JP10317286 A JP 10317286A JP 31728698 A JP31728698 A JP 31728698A JP H11211459 A JPH11211459 A JP H11211459A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
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- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 abstract 1
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- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
- G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
- G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
-
- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】測量の難しい状況においても信頼しうる測定結
果が得られる冒頭に述べた種類の測量システムを提供す
ること。 【解決手段】 照準手段（２）と、付加的な位置測定装
置（７）とを有する測量システム（１）。その位置測定
装置は慣性利用測定手段（７）である。
果が得られる冒頭に述べた種類の測量システムを提供す
ること。 【解決手段】 照準手段（２）と、付加的な位置測定装
置（７）とを有する測量システム（１）。その位置測定
装置は慣性利用測定手段（７）である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、照準手段と、慣性
利用測定手段である付加的な位置測定装置とを有する測
量システム並びに測量方法に関する。
利用測定手段である付加的な位置測定装置とを有する測
量システム並びに測量方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の測量システムは、たとえば、欧
州特許第０４８１３０７Ａ２号から知られている。この
引例に開示されているタキメータはＧＰＳ（グローバル
ポジショニングシステム）位置測定装置、すなわち、衛
星利用位置測定装置を有し、照準手段、すなわち、タキ
メータ自体と、タキメータにより照準を合わされるべき
反射鏡ロッドの双方が衛星利用位置測定装置を具備して
いる。衛星利用位置測定では、少なくとも４つの衛星に
対して全く妨げのない視線を確保する必要がある。従っ
て、衛星利用位置測定装置を家と家との間、家屋の角
部、木の下、橋の下、切り通し道、建物の内部などで使
用することには制限があるか、あるいはそのような使用
は不可能である。
州特許第０４８１３０７Ａ２号から知られている。この
引例に開示されているタキメータはＧＰＳ（グローバル
ポジショニングシステム）位置測定装置、すなわち、衛
星利用位置測定装置を有し、照準手段、すなわち、タキ
メータ自体と、タキメータにより照準を合わされるべき
反射鏡ロッドの双方が衛星利用位置測定装置を具備して
いる。衛星利用位置測定では、少なくとも４つの衛星に
対して全く妨げのない視線を確保する必要がある。従っ
て、衛星利用位置測定装置を家と家との間、家屋の角
部、木の下、橋の下、切り通し道、建物の内部などで使
用することには制限があるか、あるいはそのような使用
は不可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、測量
の難しい状況においても信頼しうる測定結果が得られる
冒頭に述べた種類の測量システムを提供することであ
る。
の難しい状況においても信頼しうる測定結果が得られる
冒頭に述べた種類の測量システムを提供することであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、照準手段
を有する測量システムにおいて、測量システムが慣性利
用測定手段として構成される付加的な位置測定装置を含
むことにより解決される。慣性利用測定手段は複数の加
速度計及び／又はジャイロスコープ、好ましくは３つの
加速度計と、３つのジャイロスコープとを含み、空間内
の向きに関する情報と、慣性利用測定手段の位置ずれの
出発点と終点との座標の差に対応する情報とを供給する
ことができる。本発明によれば、少なくとも４つの衛星
への自由な見通しを示唆せずに、照準手段により検出さ
れた位置値を慣性利用測定手段により保護及び／又は補
足することができる。測定システムが照準手段により照
準を合わせるべき、照準手段に対して移動自在である目
標物支持体を含み且つ慣性利用測定手段を目標物支持体
に装着すると、照準手段と目標物支持体との間の見通し
が遮断された場合でも、測量システムは目標物支持体の
位置を確定することができる。
を有する測量システムにおいて、測量システムが慣性利
用測定手段として構成される付加的な位置測定装置を含
むことにより解決される。慣性利用測定手段は複数の加
速度計及び／又はジャイロスコープ、好ましくは３つの
加速度計と、３つのジャイロスコープとを含み、空間内
の向きに関する情報と、慣性利用測定手段の位置ずれの
出発点と終点との座標の差に対応する情報とを供給する
ことができる。本発明によれば、少なくとも４つの衛星
への自由な見通しを示唆せずに、照準手段により検出さ
れた位置値を慣性利用測定手段により保護及び／又は補
足することができる。測定システムが照準手段により照
準を合わせるべき、照準手段に対して移動自在である目
標物支持体を含み且つ慣性利用測定手段を目標物支持体
に装着すると、照準手段と目標物支持体との間の見通し
が遮断された場合でも、測量システムは目標物支持体の
位置を確定することができる。
【０００５】さらに別の実施態様においては、照準手段
は、目標物支持体に装着された慣性利用測定手段から供
給される測定値に基づいて目標物支持体を自動的に探索
する目標物支持体探索手段を含む。これにより、目標物
支持体の照準合わせに要する時間を著しく短縮すること
ができる。別の実施態様では、目標物支持体は、慣性利
用測定手段により検出された測定値を測量システムの評
価装置へ送信する送信装置を含む。これにより、慣性利
用測定手段で検出された測定値を照準手段により検出さ
れた角度値及び距離値と時を同じくして処理することが
でき、慣性利用測定手段の周知のドリフトの問題を照準
手段からの測定値との整合によって補正できる。
は、目標物支持体に装着された慣性利用測定手段から供
給される測定値に基づいて目標物支持体を自動的に探索
する目標物支持体探索手段を含む。これにより、目標物
支持体の照準合わせに要する時間を著しく短縮すること
ができる。別の実施態様では、目標物支持体は、慣性利
用測定手段により検出された測定値を測量システムの評
価装置へ送信する送信装置を含む。これにより、慣性利
用測定手段で検出された測定値を照準手段により検出さ
れた角度値及び距離値と時を同じくして処理することが
でき、慣性利用測定手段の周知のドリフトの問題を照準
手段からの測定値との整合によって補正できる。
【０００６】あるいは、目標物支持体は、慣性利用測定
手段により測定された測定値を記憶する測定値メモリを
含むことも可能である。この変形例の場合、照準手段に
より検出された測定値と、慣性を利用して検出された測
定値とを測量過程の終了時に整合させる。目標物支持体
と照準手段とを一度ならず無線接続できるようにしなけ
ればならない。さらに別の一連の実施態様においては、
慣性利用測定手段が照準手段に装着されている。この場
合、たとえば、経緯儀又はタキメータにおいて分度弧測
定により得られる照準手段の向きデータを慣性利用測定
手段からも供給することができる。この場合、目標物を
目標物支持体に配置することも不可欠ではない。
手段により測定された測定値を記憶する測定値メモリを
含むことも可能である。この変形例の場合、照準手段に
より検出された測定値と、慣性を利用して検出された測
定値とを測量過程の終了時に整合させる。目標物支持体
と照準手段とを一度ならず無線接続できるようにしなけ
ればならない。さらに別の一連の実施態様においては、
慣性利用測定手段が照準手段に装着されている。この場
合、たとえば、経緯儀又はタキメータにおいて分度弧測
定により得られる照準手段の向きデータを慣性利用測定
手段からも供給することができる。この場合、目標物を
目標物支持体に配置することも不可欠ではない。
【０００７】これらの変形例においては、測量過程の中
で、目標物の目通しをさらに良くするために照準手段の
設置場所を移動させることができ、先の設置場所に対す
る座標及び角度の差が慣性利用測定手段から供給され
る。照準手段と慣性利用測定手段とを１つの手持ち形装
置に一体化すると、測量システムをかさの大きなスタン
ド又は台脚で支える必要はない。従って、本発明によ
り、たとえば、双眼鏡のように操作できる機動性の高い
測量システムが可能である。目標物支持体を有する測量
システムの場合、照準手段と目標物支持体が共に慣性利
用測定手段を有していると、先に述べた利点を相互に組
合わせることができる。照準手段が経緯儀又はタキメー
タの測定用望遠鏡であり、たとえば、目標物支持体が反
射鏡を含むようにすると、上記の測量システムをさらに
改善することができる。
で、目標物の目通しをさらに良くするために照準手段の
設置場所を移動させることができ、先の設置場所に対す
る座標及び角度の差が慣性利用測定手段から供給され
る。照準手段と慣性利用測定手段とを１つの手持ち形装
置に一体化すると、測量システムをかさの大きなスタン
ド又は台脚で支える必要はない。従って、本発明によ
り、たとえば、双眼鏡のように操作できる機動性の高い
測量システムが可能である。目標物支持体を有する測量
システムの場合、照準手段と目標物支持体が共に慣性利
用測定手段を有していると、先に述べた利点を相互に組
合わせることができる。照準手段が経緯儀又はタキメー
タの測定用望遠鏡であり、たとえば、目標物支持体が反
射鏡を含むようにすると、上記の測量システムをさらに
改善することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して実施
形態に基づいて本発明を説明する。図１は、本実施形態
による測量システム１を概略的に示す。測量システム１
は、望遠鏡３を具備する照準手段２を含む。照準手段２
に関する目標物５の角度位置及び距離を測定できるよう
に、照準手段２によって目標物５に照準を合わせる。反
射鏡として構成される目標物５は、慣性利用測定手段７
と共に、棒状目標物支持体９に配設されている。
形態に基づいて本発明を説明する。図１は、本実施形態
による測量システム１を概略的に示す。測量システム１
は、望遠鏡３を具備する照準手段２を含む。照準手段２
に関する目標物５の角度位置及び距離を測定できるよう
に、照準手段２によって目標物５に照準を合わせる。反
射鏡として構成される目標物５は、慣性利用測定手段７
と共に、棒状目標物支持体９に配設されている。
【０００９】測定用望遠鏡３は、垂直軸に対して回転自
在であると共に、水平軸に対して旋回自在であるように
スタンド１１にカルダン式に配設されており、目標物５
までの距離を測定する距離測定手段１３を含む。従来よ
り知られている測定用望遠鏡３の場合、この手段によっ
て目標物５の位置を確定することができる。慣性利用測
定手段７に付属する送信アンテナ１５と、測量システム
１の評価装置１９の受信アンテナ１７とを介して、目標
物５の位置がずれたときに慣性利用測定手段７から供給
される測定値は評価装置１９へ伝送される。評価装置１
９はデータ回線２１を介して照準手段２とも接続してい
る。照準手段２により検出された角度データ及び／又は
距離データをデータ回線２１を介して評価装置１９へ伝
送することができる。
在であると共に、水平軸に対して旋回自在であるように
スタンド１１にカルダン式に配設されており、目標物５
までの距離を測定する距離測定手段１３を含む。従来よ
り知られている測定用望遠鏡３の場合、この手段によっ
て目標物５の位置を確定することができる。慣性利用測
定手段７に付属する送信アンテナ１５と、測量システム
１の評価装置１９の受信アンテナ１７とを介して、目標
物５の位置がずれたときに慣性利用測定手段７から供給
される測定値は評価装置１９へ伝送される。評価装置１
９はデータ回線２１を介して照準手段２とも接続してい
る。照準手段２により検出された角度データ及び／又は
距離データをデータ回線２１を介して評価装置１９へ伝
送することができる。
【００１０】照準手段２は、評価装置１９により受信さ
れた慣性利用測定手段７の信号を測定用望遠鏡３を目標
物支持体９に対しアライメントするために利用する目標
物サーチ手段１４をさらに有する。評価装置１９を直接
に照準手段２又は目標物５に配設しても良いことは言う
までもないが、その場合、照準手段２と評価装置とを無
線接続する必要がある。
れた慣性利用測定手段７の信号を測定用望遠鏡３を目標
物支持体９に対しアライメントするために利用する目標
物サーチ手段１４をさらに有する。評価装置１９を直接
に照準手段２又は目標物５に配設しても良いことは言う
までもないが、その場合、照準手段２と評価装置とを無
線接続する必要がある。
【００１１】慣性利用測定手段７には測定値メモリ１８
と、表示装置２０が付属しており、それらの測定値メモ
リと表示装置は目標物支持体９に装着されている。測定
値メモリ１８には、慣性利用測定手段７から供給される
測定値や、土地測量の際の所定位置などの他のデータを
記憶させることができる。目標物支持体９の操作員はそ
れらのデータを表示装置２０に表示させる。さらに、評
価装置１９は表示／操作手段２３を有し、この手段を介
して測量結果を表示したり、測量システム１を操作する
ことができる。
と、表示装置２０が付属しており、それらの測定値メモ
リと表示装置は目標物支持体９に装着されている。測定
値メモリ１８には、慣性利用測定手段７から供給される
測定値や、土地測量の際の所定位置などの他のデータを
記憶させることができる。目標物支持体９の操作員はそ
れらのデータを表示装置２０に表示させる。さらに、評
価装置１９は表示／操作手段２３を有し、この手段を介
して測量結果を表示したり、測量システム１を操作する
ことができる。
【００１２】図２は、手持ち形経緯儀又は手持ち形タキ
メータとして構成された別の測量システム２５を示す。
この測量システム２５の照準手段は双眼鏡２９として構
成されており、開始方向又は零方向に対する双眼鏡２９
の向きを測定することができる慣性利用測定手段２７を
含む。開始方向又は零方向自体は、たとえば、周知の遠
点の照準合わせによって確定される。手持ち形タキメー
タとしての実施形態においては、測量システム２５は電
子距離測定器をさらに具備している。この測量システム
２５は反射鏡なしで動作できる。すなわち、一人で操作
する場合に目標物支持体なしでも使用することが可能で
ある。この場合、測量システム２５の所定の位置から１
つ又は複数の目標物を測定でき、その後に、測量システ
ム２５を新たな地点へ移動させ、そこから別の又は同一
の目標物を測定することができる。慣性利用測定手段２
７は、出発地点の位置／角度座標に対する照準手段２９
の位置／角度座標を供給する。
メータとして構成された別の測量システム２５を示す。
この測量システム２５の照準手段は双眼鏡２９として構
成されており、開始方向又は零方向に対する双眼鏡２９
の向きを測定することができる慣性利用測定手段２７を
含む。開始方向又は零方向自体は、たとえば、周知の遠
点の照準合わせによって確定される。手持ち形タキメー
タとしての実施形態においては、測量システム２５は電
子距離測定器をさらに具備している。この測量システム
２５は反射鏡なしで動作できる。すなわち、一人で操作
する場合に目標物支持体なしでも使用することが可能で
ある。この場合、測量システム２５の所定の位置から１
つ又は複数の目標物を測定でき、その後に、測量システ
ム２５を新たな地点へ移動させ、そこから別の又は同一
の目標物を測定することができる。慣性利用測定手段２
７は、出発地点の位置／角度座標に対する照準手段２９
の位置／角度座標を供給する。
【００１３】図３は、所定の地点の位置座標を本発明の
測量システム、たとえば、図１の測量システム１を使用
して測定又は記録するという測定状況を概略的に示す。
図中、３１は照準手段の地点を示す。３３及び３５は、
見通しを妨げる建物などの妨害物を示す。地点３７の測
量は、３７の位置に配置された目標物支持体で、照準手
段の地点３１までの角度及び距離測定によって行われ
る。慣性利用測定手段を具備する目標物支持体が照準手
段の地点３１から地点３７まで移動させると、慣性利用
測定手段はさらに別の位置／角度情報を供給する。
測量システム、たとえば、図１の測量システム１を使用
して測定又は記録するという測定状況を概略的に示す。
図中、３１は照準手段の地点を示す。３３及び３５は、
見通しを妨げる建物などの妨害物を示す。地点３７の測
量は、３７の位置に配置された目標物支持体で、照準手
段の地点３１までの角度及び距離測定によって行われ
る。慣性利用測定手段を具備する目標物支持体が照準手
段の地点３１から地点３７まで移動させると、慣性利用
測定手段はさらに別の位置／角度情報を供給する。
【００１４】その後、目標物支持体を次の測定又は記録
すべき地点３９へ移動させる。照準手段と地点３９との
間に自由な見通しがあるので、照準手段によりタキメー
タ機能を利用すると共に、慣性利用測定手段により慣性
の作用をも利用して、地点３９の位置座標を確定するこ
とができる。
すべき地点３９へ移動させる。照準手段と地点３９との
間に自由な見通しがあるので、照準手段によりタキメー
タ機能を利用すると共に、慣性利用測定手段により慣性
の作用をも利用して、地点３９の位置座標を確定するこ
とができる。
【００１５】次に測定すべき地点４１では、照準手段ま
での見通しは遮断されてしまう。しかし、この地点４１
の場所座標を慣性利用測定手段によって変わらず確定す
ることができ、しかも、従来のように、照準手段を地点
４１を自由に見通せる位置へ移動させる必要はない。
での見通しは遮断されてしまう。しかし、この地点４１
の場所座標を慣性利用測定手段によって変わらず確定す
ることができ、しかも、従来のように、照準手段を地点
４１を自由に見通せる位置へ移動させる必要はない。
【００１６】次の測定点４３では、照準手段への見通し
が再び成立するので、タキメータを利用すると共に、慣
性を利用することにより位置座標をさらに高い精度及び
／又は信頼性をもって確定することができる。これに対
し、後続する測定点４５，４７，４９，５１及び５３に
おいては、慣性利用測定手段のみによって位置座標の確
定が可能である。測定点５５になって初めて、照準手段
と目標物支持体との間に再び自由な見通しが成立するの
で、タキメータの測定値と慣性測定値との整合が可能に
なる。
が再び成立するので、タキメータを利用すると共に、慣
性を利用することにより位置座標をさらに高い精度及び
／又は信頼性をもって確定することができる。これに対
し、後続する測定点４５，４７，４９，５１及び５３に
おいては、慣性利用測定手段のみによって位置座標の確
定が可能である。測定点５５になって初めて、照準手段
と目標物支持体との間に再び自由な見通しが成立するの
で、タキメータの測定値と慣性測定値との整合が可能に
なる。
【００１７】以上説明した測定プロセスは、照準手段の
設置点３１に配置された評価装置へ慣性測定値を同時に
伝送すると共に、目標物支持体に配設された測定値メモ
リに慣性測定値を記憶させることにより可能になり、記
憶されている測定値は測定プロセスの終了時になって初
めて、すなわち、目標物支持体が再び地点３１に位置し
たときに評価装置に入力される。
設置点３１に配置された評価装置へ慣性測定値を同時に
伝送すると共に、目標物支持体に配設された測定値メモ
リに慣性測定値を記憶させることにより可能になり、記
憶されている測定値は測定プロセスの終了時になって初
めて、すなわち、目標物支持体が再び地点３１に位置し
たときに評価装置に入力される。
【００１８】図３からは、敷地の土地測量を行う、すな
わち、敷地内であらかじめわかっている地点を座標に基
づいて探索し、マーキングするという測量方法も明白に
わかる。この場合、地点３１に配置された照準手段及び
目標物支持体に装着された慣性利用測定手段を制御しつ
つ、目標物支持体を地点３７，３９，４３及び４５へ移
動させる。照準手段への見通しが成立しない測量すべき
地点４１，４５，４７，４９，５１及び５３の探索は、
慣性利用測定手段のみを使用して行われ、目標物支持体
は、操作員が慣性利用測定手段から供給される実際の場
所座標及び測量すべき位置を表示させる目標物支持体の
操作員に対する表示手段を有する。
わち、敷地内であらかじめわかっている地点を座標に基
づいて探索し、マーキングするという測量方法も明白に
わかる。この場合、地点３１に配置された照準手段及び
目標物支持体に装着された慣性利用測定手段を制御しつ
つ、目標物支持体を地点３７，３９，４３及び４５へ移
動させる。照準手段への見通しが成立しない測量すべき
地点４１，４５，４７，４９，５１及び５３の探索は、
慣性利用測定手段のみを使用して行われ、目標物支持体
は、操作員が慣性利用測定手段から供給される実際の場
所座標及び測量すべき位置を表示させる目標物支持体の
操作員に対する表示手段を有する。
【図１】 本発明による測量システムの一実施形態の概
略図。
略図。
【図２】 本発明による測量システムの別の実施形態の
概略図。
概略図。
【図３】 本発明による測量システムにより解決できる
典型的な測量の課題を示す概略図。
典型的な測量の課題を示す概略図。
１…測量システム、２…照準手段、７…慣性利用測定手
段、９…目標物支持体、２５…測量システム、２７…慣
性利用測定手段、２９…双眼鏡、３１，３７、３９、４
１，４３，４５，４７，４９，５１，５３，５５…地
点。
段、９…目標物支持体、２５…測量システム、２７…慣
性利用測定手段、２９…双眼鏡、３１，３７、３９、４
１，４３，４５，４７，４９，５１，５３，５５…地
点。
Claims (3)
- 【請求項１】 照準手段（２；２９）と、慣性利用測定
手段（２７）である、付加的な位置測定装置とを有する
測量システム（１）において、 慣性利用測定手段（２７）は照準手段（２９）に配設さ
れており、 照準手段（２９）及び慣性利用測定手段（２７）は手持
ち形装置（２５）に一体化されていることを特徴とする
測量システム。 - 【請求項２】 照準手段（２）と、付加的な位置測定装
置とを有する測量システム（１）を使用するときの測量
方法であって、 位置測定装置は慣性利用測定手段（７）であり、測量シ
ステム（１）は、照準手段（２）により照準を合わせる
べき、照準手段（２）に対して移動自在である目標物支
持体（９）を含み且つ慣性利用測定手段（７）は目標物
支持体（９）に装着されており、 目標物支持体（９）の出発位置（３１又は３７）から、
目標物支持体（９）を次に測量すべき位置（３９，４
１，４３，４５，４７，４９，５１，５３，５５）へ移
動させる測量方法において、 慣性利用測定手段（７）から供給される、目標物支持体
（９）がたどった経路に対応する測定値を目標物支持体
（９）の位置を測定するために使用することを特徴とす
る測量方法。 - 【請求項３】 照準手段（２９）と、付加的な位置測定
装置とを有する測量システム（２５）を使用するときの
測量方法であって、 位置測定装置は慣性利用測定手段（２７）であり、且つ
照準手段（２９）の出発地点（３１）から出発して、照
準手段（２９）を別の地点（４３，４７）へ移動させる
測量方法において、 慣性利用測定手段（２７）から供給される、照準手段
（２９）がたどった経路に対応する測定値を測定のため
に使用することを特徴とする測量方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19750207A DE19750207C2 (de) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Vermessungssystem mit einer trägheitsgestützten Meßeinrichtung |
| DE19750207.5 | 1997-11-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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