JP3580765B2

JP3580765B2 - 複数点種観測システム及び方法

Info

Publication number: JP3580765B2
Application number: JP2000233368A
Authority: JP
Inventors: 欣治福田
Original assignee: Nikon Trimble Co Ltd
Current assignee: Nikon Trimble Co Ltd
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2020-08-01
Also published as: JP2002048546A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トータルステーションを用いた測量作業において、異なる観測点種別をもつ複数の観測点を観測するための複数点種観測システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
トータルステーションを用いた測量作業には、観測する地点の種類により、観測条件が変わるため、最初に基本となる地点を観測し、事務所で手薄にまとめて計算書を出力した後、再度同じ現場に出向いて観測を行う必要がある。観測点が補助基準点（多角点・トラバー点）である場合と境界点である場合では、建設省公共測量作業規程の記載されているように、観測方法が異なるだけでなく、観測データを記載する手簿についても、多角点観測手簿と境界点観測手簿という形式の異なる手簿を出力することが必要になる。従来の技術では、以下のような手順で測量作業を進めている。
【０００３】
（Ａ）まず初めに、多角点観測を行い、ホストコンピュータにより、多角点観測手簿を作成し多角点のトラバース計算を行って多角点の座標を算出する。具体的には、例えば、図１において、
１．現場に出向いて、トータルステーションを基準点Ｐ１１に設置し、多角点Ｐ１２を２対回観測する。
２．観測した多角点Ｐ１２にトータルステーションを移動し、次の多角点Ｐ１３を観測するという方法で、全ての多角点Ｐ１１〜Ｐ１４を観測する。
３．事務所に戻り、観測データをホストコンピュータに転送して観測手簿を出力し、次に、トラバース計算を行い多角点の座標値を確定する。
【０００４】
（２）その後、再び現場で境界点及び突出点の観測を行い、ホストコンピュータにより、境界点観測手簿を作成し、放射トラバース計算を行って境界点及び突出点の座標を算出する。具体的には、
４．再度現場に出向き、先に観測した全ての多角点Ｐ１１〜Ｐ１４に順次トータルステーションを設置して境界点Ｐ２１〜Ｐ２４ｂ及び突出点Ｑ２１〜Ｑ２４を観測する。なお、突出点は、トータルステーションを設置した場所から見えない境界点が存在した場合に、境界点が見通せる地点に設定されるものであり、この突出点について観測を行う。
５．Ｐ２１〜Ｐ２４ｂ及び突出点Ｑ２１〜Ｑ２４の観測が終了すれば、事務所に戻り、ホストコンピュータにそれぞれの観測データを転送してそれぞれの観測手簿を出力し、次に、放射トラバース計算を行い境界点及び突出点の座標値を確定する。
【０００５】
（３）突出点を観測した場合、再び現場で境界点の観測を行い、ホストコンピュータにより境界点の座標を算出する。具体的には、
６．前回突出点を観測した場合は、再度現場へ出向いて、先に観測した全ての突出点にトータルステーションを設置して前に観測しなかった全ての境界点Ｐ３１ａ〜Ｐ３４ｃを観測する。
７．事務所に戻り、観測データをホストコンピュータに転送して観測手簿を出力し、次に、放射トラバース計算を行い境界点の座標値を確定する。
【０００６】
（４）再び現場で現況点を観測し、これらの座標を算出する。具体的には、
８．再度現場に出向き、先に観測した多角点にトータルステーションを設置して現況地物（電柱、ガードレールなど）がある現況点Ｐ４１ａ〜Ｐ４４ｃを観測する。
９．すべての現況地物の観測が終了すれば事務所に戻り、観測データをホストコンピュータに転送して現況地物の座標を求め、これまでに取得した観測データに基づいてＣＡＤ等で現況平面図を作成する。
【０００７】
このように、従来の技術では、多角点、境界点、突出点や現況点を分けて観測する必要があり、同じ現場に何度も行かなくてはならない、同じ器械点にトータルステーションを何度も設置しなくてはいけないといった事情から、現場観測作業や観測手簿作成に多大な時間を要し、作業効率が非常に悪いという欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、このような事情に鑑み、異なる観測点種別をもつ複数の観測点を観測するに当たり、異なる観測方法の観測点を一度にまとめて観測作業を行い別々の観測手簿に分けて出力をする手法を採用することにより、測量作業を効率良く行うことができるようにした複数点種観測システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の主たる特徴に従うと、トータルステーションを用いた測量システムにおいて、観測される複数の観測点のそれぞれに観測点種別を指示する手段と、観測点種別が指示された観測点の観測データを取得するデータ取得手段と、取得された複数の観測データのそれぞれに、指定された種別に対応する観測点種別情報を付記する手段と、付記された観測点種別情報に基づいて複数の観測データを弁別するデータ処理手段とを備え、前記データ取得手段は、指示された観測点種別に対応する観測条件に従って、案内又は注意情報を報知する手段を有し、前記データ処理手段は、複数の観測データから、付記された観測点種別情報に対応する手簿データを作成する手段を有する複数点種観測システムが提供される。
【００１０】
また、この特徴に従い、トータルステーションを用いた測量方法において、観測される複数の観測点のそれぞれに観測点種別を指示するステップと、観測点種別が指示された観測点の観測データを取得するステップと、取得された複数の観測データのそれぞれに、指定された種別に対応する観測点種別情報を付記するステップと、付記された観測点種別情報に基づいて複数の観測データを弁別するステップとを備え、前記観測データを取得するステップは、指示された観測点種別に対応する観測条件に従って、案内又は注意情報を報知するステップを有し、前記複数の観測データを弁別するステップは、複数の観測データから、付記された観測点種別情報に対応する手簿データを作成するステップとを有する複数点種観測方法が提供される。
【００１２】
〔発明の作用〕
この発明においては、異なった観測点種別をもつ複数の観測点を観測するのに、観測点のそれぞれに、「多角点」や「境界点」などの観測点種別を指示した上、複数観測点の観測データを取得する。取得された複数の観測データには、それぞれ、指定された種別に対応する観測点種別情報が付記され、これらの観測点種別情報に基づいて複数の観測データを弁別する。つまり、観測点種別情報で整理しながら器械点毎にまとめて観測し、得られた観測データは、観測点種別情報に従って、別々の観測手簿に弁別されて出力されるので、一括的に行われる観測作業や観測手簿出力のための時間は大幅に短縮される。
【００１３】
従って、
・同じ現場に何度も観測に行く必要がない、
・同じ器械点にトータルステーションを何度も設置しなくてもよい、
・非常に効率良く観測作業を行うことができ、全ての観測作業がスムーズに完結する
等の効果が得られる。
【００１４】
この発明では、また、指示された観測点種別に対応する観測条件に従って、案内又は注意情報を報知するようにしているので、観測作業上の不手際をなくしたり、回復したりすることができる。また、複数の観測データから、付記された観測点種別情報に対応する手簿データを作成するようにしているので、種々の手簿データを同時に得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の好適な実施例を詳述する。なお、以下の実施例は単なる一例であって、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００１６】
〔システムの概略〕
図２は、この発明の一実施例による複数点種観測システムの機能的概略図である。このシステムにおいては、フィールド用コンピュータＦＣ側で、「多角点」、「境界点」、「突出点」、「現況点」などの観測点種別情報で整理しながら、器械点毎にまとめて一括して観測する。観測により取得される各観測点の観測データは、観測点種別情報が付記され、一括観測終了後、フィールド用コンピュータＦＣからホストコンピュータＨＣに転送される。観測データの転送後は、ホストコンピュータＨＣ側において、取り込んだ観測データを観測点種別情報に基づいて弁別処理し、「多角点手簿」、「境界点手簿」、「突出点手簿」、「現況図」など、別々の観測手簿などに分けて出力する。
【００１７】
より具体的に観測手法を説明すると、トータルステーションを用いて観測を行うに当って、多角点は「多角点」、境界点は「境界点」、突出点は「突出点」、現況点は「現況点」というように、一つの器械点（補助基準点・多角点・トラバー点）で観測したい地点の種別を選択的に指定し、当該器械点から観測したいすべての点を一度にまとめて観測する。
【００１８】
例えば、或る基準点〔例えば、Ｐ１１（図１）〕にトータルステーションを設置し、この基準点を器械点として、まず、「多角点」、「境界点」、「突出点」及び「現況点」と指示された地点について、半対回の観測を行う。最初の半対回の観測が終了すると、トータルステーションの望遠鏡を反転して「多角点」及び「突出点」と指示した観測地点のみについて、残りの半対回の観測を行い、合わせて１対回の観測を行う。
【００１９】
１対回目の観測を終了すると、さらに、２対回目の観測に移り、こんどは「多角点」と指示した地点のみを全て観測する。このようにして、当該器械点から観測したいすべての点を一度にまとめて観測して一つの器械点からの観測を終了すると、次の器械点〔例えば、Ｐ１２（図１）〕にトータルステーションを移動して同様の観測作業を繰り返す。このような器械点毎の一括観測作業を順次行い、予定していた全器械点〔例えば、Ｐ１１〜Ｐ１４，Ｑ２１〜ＰＰ２４（図１）〕からの全観測データを取得する。
【００２０】
器械点毎の一括観測による観測データは、「多角点」、「境界点」、「突出点」及び「現況点」などの指示に対応した観測点種別情報が付記され、フィールド用コンピュータＦＣのメモリに記録される。すべての観測作業を終了すると、事務所に戻って、ホストコンピュータＨＣに観測データを転送する。そして、ホストコンピュータＨＣに取り込まれた観測データは、器械点情報と観測点種別情報（「多角点」、「境界点」、「突出点」、「現況点」）に基づいて、別々の観測手簿に分けて出力される。
【００２１】
図２は、この発明の一実施例による複数点種観測システムで利用し得るトータルステーションのシステムブロック図の例を示す。この例では、トータルステーションＴＳ（ＦＣ）は、中央処理装置（ＣＰＵ）１、メインメモリ（ＲＡＭ）２、読出専用メモリ（ＲＯＭ）３、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）４、ＩＣカードドライブ５などから成る制御部、正側及び反側キーボード６，７を有する操作部、正側及び反側ディスプレイ（例えば、ＬＣＤ表示器）８，９を有する表示部、並びに、測距及び測角システム１０，１１を有する観測部を備え、図２のフィールド用コンピュータＦＣの機能を兼備している。
【００２２】
ＣＰＵ１は、計算中のデータなどを記憶するメインメモリ２と共に、ＲＯＭ３乃至ＩＣカード（ドライブ５にセットされる）により記憶されているトータルステーション制御プログラムに基づいて、システム各部を制御する。ＣＰＵ１は、また、観測点種別に応じて観測条件を設定するための案内画面の制御を行い、これにより観測条件が設定されると、設定された観測条件に従って観測の進行状況を監視することができる。
【００２３】
ＲＯＭ３は、トータルステーションとして機能するために必要な計算プログラム等のプログラムを記録しており、例えば、フラッシュＲＯＭなどを用いてアップデート可能に構成することができる。ＳＲＡＭ３は、トータルステーション観測により得た観測データを貯えるためのメモリであり、ＩＣカードドライブ５は、ＩＣカードにより種々の追加機能を随時付加するための付属プログラムを使用可能とするために設けられたものである。
【００２４】
正側キーボード６及び正側ディスプレイ８は、トータルステーションハウジングの正面側に配置され、反側キーボード７及び反側ディスプレイ９は、トータルステーションハウジングの背面側に配置される。各キーボード６，７の所定のキーには、ディスプレイ画面を利用して、「多角点」、「境界点」、「突出点」、「現況点」などの観測点の種別を指示する観測点種別の入力機能や、「対回完了」、「ＹＥＳ」、「ＮＯ」、「終了」、「平面データ送信」などの制御上の指示を行う操作機能などが割り当てられている。なお、ディスプレイ（ＬＣＤ表示器）８，９は、観測点種別に応じた操作案内情報や観測作業上必要な各種データなどを表示するほか、観測点種別に応じて設定された観測条件に合わない進行状況になったとき（例えば、観測終了時に観測漏れがある場合など）には、エラー表示を行い、オペレータに注意を喚起することができる。また、正側及び反側キーボード６，７は、遠隔制御器（リモコン）１２により遠隔操作することができる。
【００２５】
また、測距システム１０は、図示しない照準器からの送信光の出射と受信光の入射により距離を測定し、測角システム１１は、照準器の鉛直角及び水平角を測定する分度盤機能を有する。なお、トータルステーションは、さらに、トータルステーション本体が水平許容範囲内に設置されていれば角度を水平に補正するチルトセンサ制御部などを備え、水平許容範囲を超えれば、ディスプレイ８，９にエラーを表示することができる。
【００２６】
後述する複数点種観測作業において、オペレータは、図示しない支持装置に支持されたトータルステーションを上下方向及び水平方向に回動して照準器による視準を行い、キーボード６、７上の操作ボタン等により指示操作を行うだけで、観測データから必要な観測データをＣＰＵ１により自動的に作成することができる。そして、得られた観測データ等は、ＳＲＡＭ４に記憶され、必要に応じてディスプレイ８，９に表示され、さらに、必要な観測データ等は、通信ポートを介してホストコンピュータＨＣに出力することができる。
【００２７】
〔観測点の種別と観測条件］
ここで、観測点の種別について簡単に説明すると、次のとおりである：
（１）多角点＝補助基準点、トラバー点とも呼ばれ：国土地理院によって定められた基準点より補助的に求められる点であり、器械（トータルステーション）を設置するための点でもある。
（２）境界点＝土地などの境界線を構成する点（土地と土地の間の点）。
（３）突出点＝多角点に器械（トータルステーション）を設置した状態で観測したい点が視準できない時、補助的に点を突き出した点であり、この点に器械（トータルステーション）を設置して多角点から観測できない点を観測する。
（４）現況点＝現況地形平面図を作成するための点であり、電柱やガードレール等の構造物の形状等を観測する点である。
【００２８】
また、各観測点の観測条件については、建設省公共測量作業規程に記載されているように、用地現場の公共測量で観測をする際、例えば、観測点が補助基準点（多角点）である場合と境界点である場合は、図４（１）の（ａ），（ｂ）に示すように観測方法が異なり、手簿もおのおのに分けて出力する必要がある。そこで、多角点と境界点とは、夫々の観測方法に従い、分けて観測することが必要になる。既に説明したように、同一の基準点（多角点、トラバー点）にトータルステーションを設置しておきながら、観測点種別の違いから分けて観測するのでは、作業効率が非常に悪いことになる。
【００２９】
この発明による観測方法では、図４（２）に示すように、予め観測条件を設定しておき、この観測条件に従って、器械点毎に多角点や境界点などをまとめて観測し、観測結果を多角点や境界点などの観測点種別情報に基づいて多角点手簿や境界点手簿などに分けて出力することができる。ここで、比較的簡単な観測作業例を挙げてみよう。例えば、或る器械点において、多角点及び境界点の一括観測を行う場合には、次の（１）〜（４）のように観測作業を行う：
【００３０】
（１）第１対回観測（前半＝多角点＋境界点；後半＝多角点）：
まず、多角点及び境界点をトータルステーション正方向で観測を開始する。この場合、キーボード６，７上のスイッチ操作により、多角点については観測点種別情報「多角点」を付記し、境界点については観測点種別情報「境界点」を付記して観測する。このトータルステーション正方向観測を終了すると、次に、トータルステーションを反転して、多角点について第２回目の観測を行う。これらの観測により多角点の１対回観測が終了すると、「対回終了」スイッチを押すことにより、１対回の精度計算をするかどうかをオペレータに打診するので、「ＹＥＳ」スイッチを操作して精度計算を行い、或いは、「ＮＯ」スイッチを押してこの計算処理を通過する。
【００３１】
（２）第２対回観測（多角点）：
第２回目の多角点観測（反方向）の終了時にトータルステーションは後視点を視準しているので、水平角を例えば２７０度にセットして、２対回目〔第３回目（反方向）及び第４回目（正方向）〕の多角点観測を行う。
【００３２】
（３）２対回目（第３，４回目）の多角点観測が終了すると、「終了」スイッチを押す。トータルステーションは、観測点種別に対応して設定された観測条件に従って観測の進行状況を監視しており、ここで、観測忘れがあると、ディスプレイ８，９には「未観測データがあります。」とエラーメッセージが表示され、観測もれがオペレータに伝えられる。この場合、エラーメッセージで指示された観測点についてのみ、観測作業を追加すればよい。この後、２対回分（或いは１対回分）の精度計算が行われ、観測作業が終了する
【００３３】
（４）観測作業の終了後、「平面データ送信」スイッチを操作すると、観測データは通信ポートを通じてホストコンピュータＨＣに出力される。ホストコンピュータＨＣにおいては、多角点の観測データは多角点種別情報「多角点」が付記され、境界点の観測データには境界点種別情報「境界点」が付記されているので、自動的に手簿が仕分けられて所定の記憶領域に記録される。
【００３４】
この例のように、観測点について、例えば、「多角点」、「境界点」、「突出点」、「現況点」といった観測点種別情報により種別分けをしておくことにより、結合トラバー自動検索に多角点検索機能を付加することができ、検索がスムーズにいく利点が得られる。また、境界点画地を巻く時にも境界点検索ができる。
【００３５】
〔一般的な作業フロー〕
図５〜図７は、この発明の一実施例による複数点種観測システムにおける作業フロー図を示す。この作業フローでは、上述した例の「多角点」及び「境界点」に加えて「突出点」及び「現況点」という観測点種別情報が用いられ、複数の器械点からの観測などが考慮されている。
【００３６】
まず、ステップＳ１に示すように観測現場に出向き、次のステップＳ２において、トータルステーションを所定の基準点〔例えば、点Ｐ１１（図１）〕に設置し、これを器械点として観測を開始する。多角点については、ステップＳ３に示すように、キーボード６，７の所定のキー操作によりディスプレイ８，９上で「多角点」と指示して観測方法を「多角」に切り替え、例えば、図４（２）のように、２対回の多角点観測を行い、各多角点を観測して得られる多角点観測データには、「多角点」に対応する観測点種別情報を付記する。
【００３７】
次に、境界点については、ステップＳ４のように、「境界点」と指示して観測方法を「境界」に切り替え、観測可能な全ての境界点について、例えば、図４（２）のように、半対回の観測を行い、各境界点を観測して得られる境界点観測データには、「境界点」に対応する観測点種別情報を付記する。ここで、境界点の観測においては、トータルステーションを設置している場所（器械点）から見えない（視準不能な）境界点が存在する場合がある。
【００３８】
そこで、次のステップＳ５では器械点から全ての境界点及び現況点を視準することができたか否か判断し、視準不能な器械点があったときは、ステップＳ６に進んで、当該境界点及び現況点を見通すことができる場所に突出点を設定し、「突出点」と指示してこの突出点を１対回観測し、各突出点を観測して得られる突出点観測データには、「突出点」に対応する観測点種別情報を付記する。なお、突出点の観測を行うときは、全ての突出点にトータルステーションを設置し、「境界点」と指示して、対応する境界点の観測作業を順次行って行く。また、全ての境界点及び現況点を視準することができたときは、突出点を設定せず、ステップＳ５からステップＳ７（図６）に抜ける。
【００３９】
次に、ステップＳ７のように、「現況点」と指示して観測方法を「現況」に切り替え、全ての現況地物について、例えば、図４（２）のように、半対回の観測を行い、各現況点を観測して得られる現況点観測データには、「現況点」に対応する観測点種別情報を付記する。そして、当該器械点で観測すべき全ての観測地点の観測を終了すると、ステップＳ８で、次の器械点が存在するか否か判断する。まだ、観測すべき器械点がある場合には、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２〜Ｓ７の作業を繰り返す。そして、全ての多角点及び突出点にトータルステーションを設置し、ステップＳ２〜Ｓ７の全ての観測作業を終えると、ステップＳ８からステップＳ９に進む。
【００４０】
ステップＳ９においては、事務所に戻り、全ての観測データをホストコンピュータＨＣに転送する。ホストコンピュータＨＣに取り込まれた観測データは、ステップＳ１０で、各観測データに付記されている観測点種別情報に対応して設定された条件に基づいて、どの観測データをどの観測手簿に割り振るかが決定される。ステップＳ１０で観測データを各手簿に振り分ける処理がなされると、次のステップＳ１１で、手簿データや現況基本データが作成される。ここで作成された手簿データに基づいて、ステップＳ１１ａ〜Ｓ１１ｃで印刷処理を行い、多角点、境界点及び突出点の観測手簿を印刷することができる。
【００４１】
この後、ステップＳ１２〜Ｓ１４（図７）に順次進んでトラバース計算を行う。ステップＳ１２では、トラバース計算を行い多角点の座標値を確定し、次のステップＳ１３では、放射トラバース計算を行い突出点の座標値を確定し、さらに、ステップＳ１４では、放射トラバース計算を行い境界点及び現況点の座標値を確定する。そして、最後に、ステップＳ１５で、確定されたこれらの座標値に基づいてＣＡＤ等で現況平面図などを作成し、この作業フローを終了する。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、観測点種別情報で整理しながら器械点毎にまとめて観測し、得られた観測データは、観測点種別情報に従って、別々の観測手簿に弁別されて出力されるので、同じ現場に何度も観測に行く必要がなく、また、同じ器械点にトータルステーションを何度も設置しなくてもよく、非常に効率良く観測作業を行うことができ、観測作業や観測手簿出力のための時間が短縮され、非常に効率的になる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来技術を説明するための図である。
【図２】図２は、この発明の一実施例による複数点種観測システムの機能的概略図である。
【図３】図３は、この発明の一実施例による複数点種観測システムに用いられるトータルステーションシステムの一例を表わすブロック図である。
【図４】図４は、観測点種別を説明するための図である。
【図５】図５は、この発明の一実施例による複数点種観測システムにおける作業フロー図の第１部分である。
【図６】図６は、この発明の一実施例による複数点種観測システムにおける作業フロー図の第２部分である。
【図７】図７は、この発明の一実施例による複数点種観測システムにおける作業フロー図の第３部分である。
【符号の説明】
ＴＳ（ＦＣ）フィールド用コンピュータＦＣの機能を兼備するトータルステーション。

Claims

トータルステーションを用いた測量システムにおいて、
観測される複数の観測点のそれぞれに観測点種別を指示する手段と、
観測点種別が指示された観測点の観測データを取得するデータ取得手段と、
取得された複数の観測データのそれぞれに、指定された種別に対応する観測点種別情報を付記する手段と、
付記された観測点種別情報に基づいて複数の観測データを弁別するデータ処理手段とを備え、
前記データ取得手段は、指示された観測点種別に対応する観測条件に従って、案内又は注意情報を報知する手段を有し、
前記データ処理手段は、複数の観測データから、付記された観測点種別情報に対応する手簿データを作成する手段とを具備することを特徴とする複数点種観測システム。
トータルステーションを用いた測量方法において、
観測される複数の観測点のそれぞれに観測点種別を指示するステップと、
観測点種別が指示された観測点の観測データを取得するステップと、
取得された複数の観測データのそれぞれに、指定された種別に対応する観測点種別情報を付記するステップと、
付記された観測点種別情報に基づいて複数の観測データを弁別するステップとを備え、
前記観測データを取得するステップは、指示された観測点種別に対応する観測条件に従って、案内又は注意情報を報知するステップを有し、
前記複数の観測データを弁別するステップは、複数の観測データから、付記された観測点種別情報に対応する手簿データを作成するステップとを有することを特徴とする複数点種観測方法。