JP2008544215A - 測地用目標物と測量システム - Google Patents

Abstract

少なくとも一つの反射器表面と、送信ユニット（２’’）から送信された電磁放射線（ＥＳ）を受信するための検知器（１８）を備えた受信チャンネルと、放射源（１３’）を備えた送信チャンネルとからなる測地用目標物を開示する。データを送信するための変調された放射線（ＲＳ）が、測定ユニット（２’’）方向に測定ユニット（２’’）が生成した放射線（ＥＳ）の断面（５’’）の範囲内で送信可能なように、関連した送信ポート及び／又は受信ポートが反射器表面に集積化され、又は反射器表面に隣接するように包含される。

Description

本発明は、請求項１の前段に係る測地用目標物と、前記測地用目標物のためのモジュール方式の構成部材と、前記測地用目標物の位置を決定するための測地測量にけるデータ送信の方法に関する。

多くの測地用途において、ある地点の測量は、特別に設計された目標物をそこに置くことによって成される。これらは、一般的に測定経路又は測定点を明確にするための視認可能な印又は反射体を有する垂直な棒からなる。距離と角度の測定機能を有するセオドライト又はトータルステーションが、測量のための中央測定ユニットとして一般的に用いられる。相対的に大きな数の目標物を測量することも、それらを識別することが必要な中央ユニットによって可能である。このような測量業務において、測定プロセスを制御するためと測定パラメータを指定又は登録するために、データ数や指令や言語やその他の情報が目標物と中央測定ユニット間で転送される。このようなデータの例としては、目標物の識別データや、垂直棒の傾き、地面からの反射器の高さ、検出器の定数や測定値、温度や大気圧などである。

しかし、測量システムの電子知能又はデータ処理能力は、ほとんど常に中央測定ユニットに存在している。一方で、目標物は一般に電子知能を備えていない受動的な物体である。目標物と測定ユニット間の通信に関する現在の解決策は、無線通信又は無線ＧＳＭに基づいている。加えて、通信はしばしば言語を用いて行われるので、理解することに関して誤解等の問題が生じるおそれがある。

先行技術には、データ通信を測定プロセス内に集積化するための様々な取り組みが記載されている。

米国特許６１３３９９８には、測地装置のための目標探索方法と装置が開示されている。自動誘導ユニットの走査ビームが反射器の近くに配置された受信機によって検出され、この捕捉が無線によって自動誘導ユニットに伝達される。加えて、反射器と受信機の平行な配置の結果、構造が大きく妨害を受けやすいせいで、特に無線リンクの使用は、その技術的複雑さと小型化の困難さから不利なものである。

測地測定装置からプリズム装置まで光伝送するための追加の受信装置を備えたプリズム装置が米国特許６２９５１７４に記載されている。光学装置によって反射器の領域から輻射が反射し、軸に平行に配された受信機の受信面に伝達される。受信状態は、異なる色で発光する二つのLEDによって示される。二つの別個のコンポーネントと光ファイバーリンクのせいで、その設計は複雑で、妨害を受けやすく、コンパクトにできない。加えて、データ伝送は、一方向にのみ限定され、反射器の反射性は、結合したリンクによって減少する。

欧州特許０７１６２８８には、照準ユニットの所定位置からの偏差に関する情報が、測量装置から照準ユニットへ放射されるレーザービームの可変遮断によって送信される測量装置が記載されている。レーザーは、実際の測定レーザーの軸と平行に設けられ、ビームは反射器に対してオフセットされた受信ユニットに投射される。この配置も、コンパクトなものでなく、一方向のみの通信である。

ポータブル距離計から照準ユニットへの光データ伝送が欧州特許１１７６４２９に開示されている。このデータ伝送も、一方向にのみ行われる。加えて、その装置は一般的に短距離に対してのみ適している。光学設計と、方向不安定性のせいで、長距離の距離測定とデータ伝送はできない。

米国特許６０２３３２６には、双方向のデータ伝送を備えた測量装置と目標物からなる測量システムが開示されている。反射器が測量スタッフ上の目標物として設けられ、異なるコンポーネントの、光検出器が下に、信号光投射ユニットが上に空間的に分離されて設けられる。信号光投射ユニットは、測量装置方向の正確な空間的方位を得るために放射され、伝送制御情報としても使用可能な、変調された光を生成する。加えて、検出器へのデータ伝送も、測量装置から実行可能である。しかし、複数の形態的に別個のコンポーネントからなる測量スタッフの設計は、複雑であり、妨害を受けやすく、コンパクトにできない。加えて、三つのコンポーネントすべてが別個のビーム又は受信軸を有し、これらの軸は空間的に互いに分離されており、同一線上にない。通信のために、二つの異なるビーム経路が用いられ、交代に別個の光学システムが必要である。

ドイツ特許３７０９１４２A１には、方向を持ったセンサなしに、光伝送経路を通してレーザー光を伝送するための配置が開示されている。遠く離れた再帰反射器と、反射光源としての別個の放射線源が、受信機側で用いられる。しかし、これは通信のために用いられず、ビーム経路における障害物又は特に反射器や受信機近傍の後方散乱による汚染の検知のために用いられる。参照光源から放射された放射線は変調されておらず、情報を運ぶことが意図されていない。さらに、一方向の伝送経路のみ記載されており、ただ一つの外向きに案内され、指向された放射線通路が同時に存在する。一方で、参照光経路は、ただ内向きで無指向であり、すなわち、全ての光ビームは伝送配置内又は再帰反射器内に導かれる。

欧州特許０９１９８３７A２には、自動目標認識（ATR）を備えたセオドライト用データ通信装置が記載されている。ビームは、物体空間における音響光学変調器によって走査される。ここで、目標又はEDM測定軸は、調整可能な角度を有し、反射ユニット方向に移動可能な追跡軸と平行ではない。もし目標又は距離計の軸が反射ユニットの中央に向かっている場合、追跡ビームは目標物上の所望の位置に移動可能である。この追跡ビームの光は、空間的にアドレス可能であり、照準ユニットの受信機に届くので、データ通信に用いられる。従って、原理的に、反射器の近くに設置された放射装置と受信装置は不要である。開示されたプリズムは丸く、広いエッジ領域を有し、反射器の他のコンポーネントを重なりがない。距離測定ビームは、通信には用いられない。他方で、距離測定ビームと反射器上の受信装置間のクロスカップリング問題が議論されている。この方法のためには、原理的に送信と受信装置とを接近して設ける必要がない。

このように、先行技術の方法は、測地測定のための反射器の光軸から一定の距離だけ離れて設けられた形態的に分離したコンポーネントを使用する。

本発明の目的は、目標物と中央測定ユニット間のデータ交換の自動化である。

本発明の目的は、測定ユニットとの通信を実行することによって、構造的に集積化された測地目標物又は当該物体のためのモジュラーコンポーネントを提供することである。

本発明の別の目的は、目標物と測定ユニット間のデータ伝送におけるエラーの削減または回避である。

本発明の別の目的は、軸が互いに接近した送信機と受信機を有する目標物の供給であり、それによって、共通の光学システム又は小さな距離だけ離れた平行な軸を有する二つの光学的システムを備えた測定ユニットによるデータ収集と通信を可能にすることである。

本発明の別の目的は、目標物と測定ユニットからなるシステムの測定中のハンドリングを簡略化することである。

これらの目的は、請求項１、１５、１６それぞれの又は従属項の主題によって、又はさらに進んだ解決策によって達成される。

本発明は、送信と受信チャンネルの、例えば再帰反射器又は三重プリズムや三角プリズムといった反射コンポーネントを備えた共通ユニットへの構造的集積化に基づいている。この設計は、受動的な光学的に動作する再帰反射器とともに、発信機と受信機の組み合わせとしてのトランシーバーの使用を可能にする。

トランシーバーの光学的送信と受信軸が、中央ステーションと再帰反射器の光学中心間を結ぶ線として定義される反射器の光軸に出来る限り近づけるべきである一方で、同時に、反射器の反射性は、実質的に削減されるべきではない。

この目的のために、送信と受信チャンネルの光学的入り口面と出口面は、光軸が同一となるか、少なくとも平行で、反射器の光軸と出来る限り接近するように設けられる。送信と受信チャンネルの光学的入口又は出口面は、密着面又は共通の入口面が形成されるように、反射面に対して平面的変化を有するように形成される。送信と受信チャンネルは、このように機能的に反射器とともに少なくとも部分的に共通な光学的開口、即ち、接続された開口又は共通の開口に集積化される。

もし入口と出口面が反射に用いられる面に集積化されれば、特に有利である。送信と受信チャンネルは、その場合、目標物に接続された入り口面から各電気光学コンポーネント、即ち送信機又は受信機への光学的経路を形成する。チャンネルは、追加の偏向部材、フィルター、又は同様のコンポーネントを有することができる。

送信又は受信チャンネルのための光学的開口は、反射器表面の端部、又は先行技術で反射器領域として使われていた範囲、又は反射器表面自身に設けることができる。第一の方法は、モジュール設計に関して有利であり、装置改良の可能性を支持する。第二の方法は、反射器や送信機、受信機の種々の軸の特に空間的に接近した配置を可能にする。

測地応用のために一般的に用いられる目標物に関し、対応する集積化も解除可能な二つの一般的基本的タイプを識別することが可能である。

第一の実施例は、原理的に事前の方向性と独立して使用可能な３６０度反射器である。この実施例は、一般的に三角プリズム形状をした、実体的に光学的に有効な入口開口無しに三角形反射器表面のエッジゾーンにまで研磨可能な、複数の再帰反射器で一般的に構成される。送受信機又は送信と受信チャンネルの送信と受信開口は、研磨点に位置することができる。エッジゾーンも、再帰反射器の光学中心に出来る限り接近する必要がある。三角プリズムは、その三つの角が互いに向いているので、反射器表面で形成される本体の中央にある送受信コンポーネントを集積化するための空間は一般的に小さい。従って、これらのコンポーネントは、本体内部の上部及び／又は下部に、又は反射表面の領域の外側に設けることができる。送受信開口部との接続は、送受信チャンネルの対応するビームガイド部材によってなされる。

第二の実施例は、可能な限り長いエッジを有するように、好ましくは三角形の入口表面を有する単に方向を持った再帰反射器に関する。送信開口を生成するために、中央に位置する三重のコーナーが研磨される。受信開口を生成するために、例えば反射層を磨くことによって、少なくとも一つのエッジを透明にして、追加の光伝導コンポーネントを設置可能にする。

ハウジングに形態学的に集積されたこれらのコンパクトな実施例の場合に、種々の軸は互いに接近して、目標物から放射されたデータ伝送放射の検知と同様に、反射器の照準と測定装置によるデータ伝送放射の放射は、共通の光学システム又は構造的に互いに接近して設けられた光学システムによって実現可能である。

中央測定ユニットによるデータ送信のために、例えば、距離測定のために必ず用いられるレーザービームをさらに変調させることが可能であり、又は別のレーザービームを同一のビーム経路に結合させて、同軸上で測定とデータ送信を光学的に行うこともできる。工学的受信用開口と反射器は、形態的に目標物に集積化されるので、放射はデータ評価のために部分的に受信されると同時に、明確な方法によって測定ユニットによる距離測定の目的で送り返される。しかし、目標物へのデータ送信、又は目標物による応答の初期化は、測量のために用いられる放射によってのみならず、他の目的、例えば自動目標探索又は目標認識のために用いられる放射によっても行うことができる。

同じ軸に沿って、又は少なくともこの軸に接近して、放射物は目標物の送信機から放射される。この放射物は次に、例えばトータルステーションの対象によって受信可能であり、他の目的で存在する、例えば目標探索又は目標認識のためのコンポーネントによって評価可能である。

構造的な集積化の結果、中央測定ユニットのみならず目標物の設計においても、コンパクト性と構造安定性の向上が達成される。加えて、測定ユニットに存在するコンポーネントも、データ送信に用いることができる。

送信機と受信機から反射板の軸までの距離が小さいおかげで、目標物の受信ユニットや中央測定ユニットの視野のみならず送信ユニットの発散を小さく保つことができ、信号安定性と範囲もそれによって向上する。送信エラーの可能性は、構造的集積化、特に目標物における二つのセンサ軸の平行化によって両方向において大幅に削減される。

反射器の開口内の発信機の開口と受信機の開口の構造上の位置決めによって効果的な反射器の開口は僅かに減少するが、中央ユニットの測定ビームの利用可能な発散の小ささによって、放射照度と信号安定性は従来技術と比較して大幅に増加する。

加えて、例えば、以下の予め手動で得られた対象物が、自動的に測量プロセスを実行することが可能である。
１．目標探索プロセスのサポート：仮の目標物の照準初期化後に、測定放射物を受信後に 、目標物は目標識別を中央ステーションに送信する。これは、例えば、反射器番号又 は反射器タイプである。次に、中央ステーションは探索された目標物のために最適に 構成し、例えば、最適距離測定プログラムを、例えば反射器無しの測定又は反射器有 りの測定のために用いることができる。
２．例えば目標物の高さ又は距離測定のための別の定数といった、目標物のパラメータの 送信。
３．垂直ロッドの傾斜のモニタリング。
４．垂直ロッドから中央ステーションへの傾斜度の送信と、生成された座標の訂正。
５．同一の反射器で繰り返し照準合わせをする場合のポイントナンバーの送信
６．送信すべきパラメータが設定可能であること。例えば、各パラメータからの選択又は 使用すべきデータフォーマットの選択。
７．例えば温度、湿度、大気圧といった気象データの送信。

測定プロセスを支持する機能は、例えば以下の様な非常に幅広い応用における仕事を容易にする。
● ２名で行う垂直ロッドを支持して行う測量作業への応用。
● 例えばモニタリング構造のための、固定目標物のモニタリング。
● 自動化された一人で行う測定作業であって、人が垂直ロッドから全体のシステムを操 作するもの。
● 夜間の目標探索と目標識別。その時、目標物の転送ユニットも随意に視認できる放射 線で輝く。

もし対象物が付加的に例えばGPS,GLONASS,又はGalileoといった衛星ベースの位置決定システムのための受信機を有して形成されていた場合、このような位置決定システムに適切なデータは、対象物から送信することができる。有利な利用の可能性も、このような対象物の、例えば微分システムのための参照ステーションとして利用可能な受信機からなるネットワークへの統合に存する。

図１に、先行技術に係る目標物を備えた測量システムと、中央測定ユニット２を示す。目標物は、反射器３の設けられた垂直ロッド１と、測定ユニット２から放射された放射線ＥＳを受信する受信機４と、放射線ＲＳを送信する送信機６とから構成される。分離したコンポーネントを制御するために、同様に分離した操作兼制御ユニット７を使用可能である。放出される放射線ＥＳはビーム断面５を有し、これは相対的に大きな距離の場合に、反射器３と受信機４の両方をカバーし、従ってデータ転送と測定が同時に可能となる。しかし、二つのコンポーネントのこの十分なカバーは、距離が近づくにつれて、次第に貧弱になり、ある閾値以下では測定も対象物へのデータ送信も出来なくなる。加えて、送信機６は、測定ユニット２の受信コンポーネントが確実に取得できるだけの発散をもって放射線ＲＳを放射する必要がある。

また、必然的に大きなビームの発散と大きなビーム断面５のせいで、信号が急速に弱くなるため、中間より距離が長くなる場合にも問題が生じる。そして、貧弱な信号／雑音比が、対象物へ又は測定ユニット２への測定又はデータ送信を妨げる。このクリティカルな距離は、測地で要求される標準的な距離より短い。

垂直ロッド１が傾いている場合、軸に沿って順に重ねて設けられ測定ユニット２の対応するコンポーネントが調整されたコンポーネントが、ビーム断面５又は測定ユニット２の受信機の受信領域の外側に配されるという問題が生じる。すべての軸のカバレージを保証するために、垂直配向と精密な位置あわせが測定のために維持される必要がある。

加えて、種々のコンポーネントが、相互の調整と位置あわせ、貧弱な機械的構造安定性と比較的重量が大きいという問題を有している。また、送信機６と受信機４で共通の電源は、複雑で故障し易い。

図２に、従来技術に係る目標物を備えた測量システムと本発明に係る達するべき機能性を示す。第一の一般的な測地用目標物は、垂直ロッド１上の単純な再帰反射器である。第二の一般的な測地用目標物は、個々の再帰反射器コンポーネントからなり、３６０度の範囲をカバーする全方位反射器９である。機能性は、測量に用いられ典型的な発散が０．５mradから２mradの範囲にあるビーム断面５’の範囲内でデータ送信と測量のために必要な照準又は放射軸にすべてのラインの集積化したものを位置させる。受信機と送信機の軸は、測量に使用される目標軸に接近して位置し、一方で、距離が短い場合であっても、測定ユニット２’からの放射線ESによって受信機と反射器は照明され、他方で、送信機からの放射線RSは、測定ユニット２’の視野の範囲内である。

目標物としての全方位反射器を図３（ａ）、（ｂ）に示す。図３（ａ）の実施例は、従来技術の第一全方位反射器９に対応しており、図３（ｂ）は、本発明に係る目標物としての第二全方位反射器９’を示す。この特別に示した場合において、第一全方位反射器９は、三角形の反射器表面を備えた六つの再帰反射器を有し、それらは互いに結合して、すべての反射面が一体となって360度をカバーしている。以下では、三角反射面を有する再帰反射器１０を短く三角プリズムと称する。三角プリズムに加えて、他の形状、例えば凹面反射器も、本発明によれば使用可能である。

第二の全方位反射器９’も同様に360度の極角度を有する6つの三角プリズム１０’と、反射面の側線に凹部を形成するゾーン１１’を有しており、このゾーン１１’には本発明に係る送受信開口がコンパクトに集積化されており、測量用目標軸に接近して設けられている。原理的に、より小さな極角度、例えばたった二枚の再帰反射器で１２０度又は三枚の再帰反射器で１８０度をカバーする本発明に係る目標物も、もちろん実現可能である。これは、例えば複数の測定ユニットが異なる角度で反射器を用いた場合に可能である。このような構成は、例えば構造のモニタリングにおいて実現する。従って、光学的な送信と受信開口は、反射器表面又は三角プリズム１０’のパーツを用いており、それらは通常測定用放射線を反射するために用いられ、従って少なくとも部分的に放射された放射線のビーム断面によってカバーされる。従って、送信及び受信開口によって用いられるゾーン１１’は、オリジナルの反射面に集積化され、共通の外側面が形成された修正後に残っている反射面に直接隣接している。この成果によって、現場での使用に適した、特に堅牢で防埃又は防水の実施例が実現可能である。

図４に、半発明に係る目標物の第一実施例における幾何学的関係図を示す。送信と受信コンポーネントを集積可能とするために、外側縁が三角プリズム１０’の反射表面で取り除かれて、利用可能なゾーン１１’が形成されている。例えば、先行技術の全方位反射器の改造のためのモジュラーコンポーネント形状をしたキャップ１２が、このゾーン１１’に位置する。このキャップ１２は、送受信コンポーネント又は少なくとも光学的開口と適切な光学的反射部材を収容する。本実施例において、キャップ１２は協調された各反射面のために、少なくとも一つの送信コンポーネントと少なくとも一つの受信コンポーネントを有し、そこには発光ダイオード（LED）が放射源として単なる例示として示されている。このように、通信のためのコンポーネントは、それらの軸が反射器の軸RAと接近するように配置され、反射器特性のうち最小限の限定のみが発生する。これは、放射源１２又は受信コンポーネント又は光学的開口とキャップ１２の下側境界間の距離A1を出来る限り小さく、また、反射器軸RAと外側縁又は利用可能なゾーン１１’の距離で形成される境界間の距離A2を出来る限り小さく選択することで可能となる。これらの距離A1、A2を出来る限り小さくした結果として、放射源１３又は受信コンポーネントの軸と反射器の軸RAは、互いに接近するように位置あわせされる。この場合、反射器の軸RAは、反射中心RZと測定ユニット２との間を結ぶ線によって定義される。入口又は反射器表面の平均半径との比較は、本発明に係る目標物の接近度の測定にとって重大である。接近した配置は、受信又は送信コンポーネント１３から軸RAまでの距離が、反射器表面の平均半径より小さいという条件を満たす。

測定ユニットに対して反射器表面の瞳孔は光学的にキャップ１２から離れて下向きにシフトしているため、反射器特性の最小限の制限は、例えば垂直に対して約２０度の角度αを有する三角プリズム１０’の傾斜によって支持される。三角プリズム１０’は、例えば測定ユニットに直接向かう外側表面に対して約３５度の底角を有する。

図５において、第一の実施例を実現するためのモジュラーコンポーネントとしてのキャップ１２の使用を説明する。送信と受信コンポーネントを備えた二つのキャップ１２が、その接触面１２ｂで全方位反射器の上部と下部とに設けられるように、底面が互いに対向して設けられた三角プリズム１０’が、入口面に隣接した外側縁に沿ってそれぞれ頂点と底面で研磨される。本発明によれば、送信と受信開口は、この接触面１２ｂに出来る限り接近して形成されるべきであり、組立てた状態で、反射中心に出来る限り接近するように配置されるべきである。この場合、「受信又は送信コンポーネントから軸ＲＡまでの距離」が「反射器表面の平均半径」より小さいという条件も満たされるから、原理的に、本発明によれば図３ａに示すように、キャップ１２も直接未修正の三角プリズムに設けることができるので、三角プリズムから改良物への変更は必要では無い。本発明によれば、接着剤等を用いて三角プリズムの部分的な領域上の発信機／送信機ラインに直接設けることも別の代案として可能である。薄いシート状の材料を利用することで、受信機と送信機のダイオードのラインも、直接修正されていないか僅かに修正された表面に設けることが可能である。

図６に、反射器表面又は三角プリズム１０’あたり放射源１３としての一つのＬＥＤをそれぞれ備えたキャップ１２における第一実施例の送信及び受信コンポーネントの配置を示す。この図は、垂直方向下向き又は鳥瞰図である。本発明によれば、三角プリズム１０’あたり二つ以上の放射源１３を有することもできる。従って、約３０度の個々の発信機の発散で水平方向３６０度の範囲をカバーするのに十分である。測定経路の理論上の終点ＥＰは、キャップ１２の内に、その中心にある。垂直方向において、約３０度の活動領域が続き、それはほとんどの測地分野において十分である。しかし、本発明によれば、他の開き角や放射源１３の数でも用いることができ、例えば３０又は２０個の放射源１３を１２度と３０度の開き角度で用いても良い。適切な放射源又は光源は、赤色又は赤外線のレーザー又は好ましくはＬＥＤである。ＬＥＤは、さほど厳しい安全性規定に従わないので、これらの放射源１３としてより大きな出力で放射することができ、他のスペクトル域に比べて範囲が増加する。

本実施例において、測定ユニットから放射された放射線を受信するための二つの検出器１４が放射源１３の両側に設けられている。二つの受信開口と一つの送信開口が一つの端面１２ａあたりに実現されるように、送信と受信の両コンポーネントのそれぞれの光軸が、直接キャップ１２の端面１２ａに向いている。このように、端面１２ａは反射面と連携し、測定ユニットを向いた表面として用いられる。これらは、光学的に透明な材料で作られてもよく、又は対応する設計領域を有しても良い。本発明によれば、端面中央にある単一の検知器１４と両側にそれぞれ一つの放射源１３を備えた実施例も実現可能である。このようなモジュールは、比較的大きな範囲に対して特に有利である。

送受信コンポーネントのための電子機器は、キャップ１２の内部に配置することができる。不利な空間的環境下で、ビームガイド部材も放射源１３と検知器１４の代わりにもちいることができるので、実際の送信と受信コンポーネントは、他の場所、例えば三角プリズム１０’から遠く離れた位置に配置可能である。しかしこの場合も、軸RAに接近して光学モジュール軸を位置づけることが有利である。

図７ａから７ｃに、受信開口１５ｂを備えた本発明に係る目標物の第二実施例としての単純に向きを持った再帰反射器の図を示す。送信と受信チャンネルの設計のために、送信開口を形成するために光軸上の三重コーナーが三角プリズム１５のケースから切り離され、受信開口１５ｂを形成するために鏡の端部の一つが研磨除去される。図７ａに示すように、次に放射源１３は、例えば接着剤によって、送信開口１５ａと受信開口１５ｂ上のガラスプリズム１６の後ろに設けられて、光学的効果が平行板のものと調和するようになる。ストライプ状の受信開口１５ｂは、高い光強度を備えたコンパクトな設計の受信ユニットを可能とし、特に軸に接近させることを可能にする。研磨された鏡の端面は、受信チャンネルの支持部材として機能し、一方で光透過率は、三角プリズムの場合により長いエッジによって丸いプリズムと比較して増加する。

組立てた状態を図７ｂと７ｃに示す。後方放射線ＲＳが送信開口１５ａを通り測定ユニットに向けて送られる。送信軸と反射器の軸ＲＡ間の接近度は、この実施例の場合に最適である。受信ユニットの軸の反射器の軸ＲＡに対する位置は、コンパクトである。なぜなら、それが反射器面内に存在し、かつ「受信又は送信コンポーネントから軸ＲＡまでの距離」が「反射器表面の平均半径」より小さいという条件を満たすからである。測定装置によって放射された放射線ＥＳは、受信後、受信チャンネルの部材としてのガラスプリズム１６の出口面１６ａを通り、検知器へ向かう。送信コリメータと受信コリメータの両方も、変形した再帰反射器の後ろの送信と受信チャンネルに置くことができ、もし必要なら、アドオンモジュールによって互いに対して平行になるように調整可能である。

図８に第二実施例の三角プリズム１５の反射器表面を示す。測定ユニットから見て、光学的送信開口１５ａと受信開口１５ｂは反射器表面において認識可能である。

丸いコーナーを有する三角プリズムとしての第三実施例の受信チャンネルの開発における反射器表面の改良を図９に示す。再帰反射器１５’の三つの後方端部を研磨除去することで、受信チャンネルの三つの入口開口１５ｂから１５ｄが形成される。効果的な検出面は三角プリズムと較べて減らされていないので、三つの研磨除去された端部は、入口面の丸いコーナーを有する丸いプリズム又は反射器の場合に特に有利である。原理的に、しかしこれら入口面は、それらの機能に関して異なった設計をすることもできる。特に、これら開口の一つは送信開口としても用いることができる。原理的に、４つの光学チャンネルの機能は、自由に選択できる。三つのコーナーが研磨除去されているので、３００メートル以上の測地学の目標板として利用される光学的クロスが、現在事実上欠けているため、もし再帰反射器の中央に目標板を置く必要がある場合に、マークを取り付けるか、適切に突出させても良い。

図１０に、本発明に係る目標物からなるシステムの機能と、共通の送受信光学システム２２を有する中央測定ユニット２’’とを示す。本発明に係る目標物のハウジング２０において、放射源１３’又は検知器１８によって放射された放射線ＥＳが受信可能、又は戻り放射線ＲＳが放射可能なように、再帰反射器、特に接着剤で付けたガラスプリズム１６を有する三角プリズム１５と、少なくとも二つの光学チャンネルが、カバー２１の後ろに配置されている。このために、送信コリメータ１７と受信コリメータ１９が、それぞれ放射源１３’と検知器１４とに軸合わせされる。その結果、受信開口と送信開口の両方が、放射線ＥＳのビーム断面５’の範囲内又は測定ユニット２’’の送受信光学システム２２の捕捉範囲内に存在する。もし本発明に係る目標物が衛星ベースの位置決定システムの受信機２６を備えているなら、対応するデータも通信回線を通じて送信可能である。目標物の位置は、中央測定ユニット２’’によって正確に決定できるので、例えばディファレンシャル GPSのデータが、前記測定ユニットから送信可能である。参照ステーションのネットワークに統合することは、それらは本発明係る目標物であってもよく、他の種類の受信機又はステーションであってもよいのだが、ここでは有利に作用する。従って、目標物の本発明に係るフォーメーションは、位置決定システムの補正データを得るために多数の測定された参照ステーション又は参照ポイントの使用を可能にする。

図１１に、本発明に係る目標物と、平行に配置された測定用光学システム２３と受信用光学システム２４を有する測定ユニット２’’’とからなるシステムを示す。また、例えば測定ユニット２’’’の改良したカバー２５に受信用光学システム２４を配置することも可能である。もし測定ユニット２’’’がこのように２軸の受信システムを備えているならば、再帰反射器の光軸に隣接したエッジは、送信チャンネルとして適当である。この場合、受信機は再帰反射器の中心に位置する必要がある。このように、送信と受信チャンネルの配置は反転しており、すなわち、目標物のハウジング２０’の中において、検知器１８’と受信コリメータ１９’は再帰反射器１５’’の研磨した三重コーナーの背後の中央に配置される。送信コンポーネントである放射源１３’’と送信コリメータ１７’とガラスプリズム１６’とは、再帰反射器１５’’のエッジを通過するビーム経路に光学的に存在し、受信ユニットが反射器の反射中心に対し接近し、反射器表面の一部としての送信ユニットが接近していることは、明らかである。

図は測量状況と目標物と測定ユニットを純粋に図式的に示している。特に、サイズの関係や測量の詳細は、図によっては明らかではない。単に例示として示された目標物も、測量に用いられる他の種類の構造又は測量すべきポイントを定義する要素を示している。

先行技術に係る目標物と測量システムの図である。 先行技術に係る目標物と測量システムと、本発明に係る達成すべき機能性を示す図である。 （ａ）、（ｂ）先行技術に係る全方位反射器と、先行技術に係る対象物の第一実施例の図である。 本発明の第一実施例のコンパクトな幾何学的関係の図である。 第一実施例を実現するためのモジュラーコンポーネントの使用を示す図である。 第一実施例の送受信コンポーネントの鳥瞰図である。 （ａ）−（ｃ）本発明に係る対象物の第二の実施例としての単純な再帰反射器である。 光学的送受信開口を備えた第二実施例に係る反射器表面の図である。 光学的送受信開口を備えた第三実施例に係る反射器表面の図である。 本発明に係る目標物を備えたシステムと、共通の送信と受信光学システムを有する測定ユニットの図である。 本発明に係る目標物を備えたシステムと、平行な送信と受信の光学システムを有する測定ユニットの図である。

Claims (18)

1. 少なくとも一つの反射器、特に光学的再帰反射器の表面と、
   電磁放射線（ＥＳ）を受信するための検知器（１４、１８、１８’）と光学的受信開口とを有する受信チャンネルと、
   特に可視又は赤外の範囲でデータを送信するために変調された電磁放射線（ＲＳ）を放射するための放射源（１３、１３’）と、光学的送信開口とを有する送信チャンネルと、からなる測地用目標物であって、
   前記送信開口（１５ａ）及び／又は前記受信開口（１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）が反射器表面を備えた密接した開口を形成し、又は特に反射器表面に集積化した共通開口としての反射器表面を備えた共通の入口面を有することを特徴とする測地用目標物。
2. 前記受信開口と前記送信開口から反射器軸（ＲＡ）までの距離が、前記反射器表面の平均半径より小さく、前記反射器軸（ＲＡ）が反射中心（ＲＺ）と測定ユニット（２）を結ぶ線で定義されることを特徴とする請求項１に記載の測地用目標物。
3. 前記反射器表面が、三重プリズム（１０、１０’、１５、１５’、１５’’）の一部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の測地用目標物。
4. 少なくとも二つの前記三重プリズム（１０、１０’）、特に３６０度の極角度を反射器表面でカバーするように形成され配置された六つの前記三重プリズム（１０、１０’）を備えたことを特徴とする請求項３に記載の測地用目標物。
5. 少なくとも一つの前記放射源（１３、１３’、１３’’）と少なくとも一つの前記検知器（１４、１８、１８’）特に二つの前記検知器（１４、１８、１８’）とが前記三重プリズム（１０、１０’、１５、１５’、１５’’）のそれぞれと連携していることを特徴とする請求項３又は４に記載の測地用目標物。
6. 少なくとも二つの前記放射源（１３、１３’、１３’’）が前記三重プリズム（１０、１０’、１５、１５’、１５’’）のそれぞれと連携していることを特徴とする請求項５に記載の測地用目標物。
7. 前記送信開口と前記受信開口が、少なくとも一つの三重プリズム（１０、１０’）の一面に隣接して配置されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の測地用目標物。
8. 少なくとも一つの前記放射源（１３）と少なくとも一つの前記検知器（１４）が、モジュラーハウジング（１２）内に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の測地用目標物。
9. 前記三重プリズム（１５、１５’）の少なくとも一つのエッジが、受信開口（１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）の形状を有していることを特徴とする請求項３に記載の測地用目標物。
10. ビームをガイドするためのプリズム（１６、１６’）が前記三重プリズム（１５、１５’）の少なくとも一つのエッジに設けられていることを特徴とする請求項９に記載の測地用目標物。
11. 前記三重プリズム（１５、１５’）の中央が、特に扁平な三重コーナーの結果として、送信開口（１５ａ）の形状であることを特徴とする請求項３又は９又は１０に記載の測地用目標物。
12. 特に前記三重プリズム（１５’’）の少なくとも一つのエッジが送信開口である場合において、前記三重プリズム（１５’’）の中央が、受信開口の形状であることを特徴とする請求項３に記載の測地用目標物。
13. 目標板が、特にプロジェクションによって前記三重プリズム（１５、１５’、１５’’）の中央に示されていることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の測地用目標物。
14. 送信コリメータ（１７、１７’）及び／又は受信コリメータ（１９、１９’）が、受信方向において前記三重プリズム（１５、１５’、１５’’）の後ろに配置されていることを特徴とする請求項９ないし１３のいずれか１に記載の測地用目標物。
15. 衛星ベースの位置決定システムの受信機（１６）を備えたことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１に記載の測地用目標物。
16. ハウジング(１２)と、
    電磁放射線（ＥＳ）を受信するための検知器（１４）と光学的受信開口とを有する受信チャンネルと、
    特に可視又は赤外の範囲で変調した電磁放射線（ＲＳ）を放射するための放射源（１３）と光学的送信開口とを有する送信チャンネルと、を備えたモジュラーコンポーネントであって、
    前記送信開口と前記受信開口が前記ハウジグ（１２）の端面（１２ａ）上に配置されたことを特徴とする請求項８に記載の測地用目標物のためのモジュラーコンポーネント。
17. 測定用放射源を有する測地測量ユニット（２’’、２’’’）と、
    反射器表面とデータ送信用に変調された放射線（ＲＳ）を生成する送信用放射源（１３、１３’、１３’’）とを有する測地用目標物と、を備え、
    測定ビーム軸と測定ビーム断面（５’’）を備えた測定用放射線（ＥＳ）を目標物に放射するステップと、
    後方放射された測定用放射線を測定ユニット（２’’、２’’’）によって受信するステップと、
    前記目標物の位置を測定するステップと、
    データ送信のために送信用放射線（ＲＳ）を前記測定ユニット（２’’、２’’’）へ再放射するステップと、からなるデータ送信方法であって、
    前記測定用放射線（ＥＳ）のための前記受信開口と前記送信用放射線（ＲＳ）のための前記送信開口の両方が、目標物において前記測定ビーム断面（５’’）の範囲内に存在することを特徴とする、測地用目標物の位置を測定するための測地測量におけるデータ送信方法。
18. 特に位置決定システムのための受信機（２６）を備えたネットワークにおける、衛星ベースの位置決定システムのためのデータが前記測地用目標物によって送信又は受信されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。

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