JP3856740B2 - 地上基準点測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測位手段と測距手段とを備えた移動体による測量システムに関し、特に、車輌に搭載されたＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ： 汎地球測位システム）とレーザ測距儀とを用いて、測定対象（目標）の緯度・経度・標高などを求める技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地図を作成する場合などに高精度な地上基準点（ＧＣＰ）を取得する技術としては、測量者がＧＰＳアンテナを持ち歩いて地上基準点を取得するのに適した場所に移動し、実際に測量を行っている。人がアクセス困難な場所におけるＧＣＰを取得する方法としては、特開平７−１２８０５６号公報および特開平１０−６２１７０号公報に記載の方法がある。
【０００３】
特開平７−１２８０５６号公報に記載の方法は、走行車輌に水平面内で旋回駆動自在な旋回部を設け、そこに伸縮自在なアームを取り付け、その先端に取り付けたＧＰＳアンテナを測量地点上方に伸ばし、旋回部の下方の点に関するＧＰＳによる測量を行う方法である。特開平１０−６２７１７号公報に記載の方法は、ＧＰＳアンテナとＧＰＳ受信装置とをラジコンヘリコプタに搭載し、このラジコンヘリコプタを無線操縦して測定地点上空に飛ばし、ＧＰＳ測量を行うものである。
【０００４】
また、効率的に空間情報のデータを取得する方法としては、モービルマッピングシステム（アジア航測(株)の"GeoMaster"）や、車載型レーザ・ＣＣＤ画像による３次元都市空間モデルの構築（東京大学空間情報科学研究センター）がある。上記GeoMasterは、慣性航法装置（ＩＮＳ）とＧＰＳ、オドメータ（車速計）などのセンサ統合技術と、画像に基準点を写し込まずにステレオ計測を行えるキネマティック写真測量技術と、を効果的に組み合わせることで、効率的に空間データを収集し、低コストでデータベースを構築・更新するものである。
【０００５】
車載型レーザ・ＣＣＤ画像による３次元都市空間モデルの構築は、ＧＰＳとＩＮＳを有する車輌に、レーザセンサとレインカメラとを搭載し、道路に沿って３次元空間データを取得し、テクスチャー付サーフェスモデルを自動構築するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＧＰＳアンテナを測量者が持ち歩いてＧＣＰを取得する方法は、複数のＧＣＰを取得する場合には多大な労力を要し、効率的ではない。また人がアクセスできない場所のＧＣＰを取得することができないという問題がある。
【０００７】
特開平７−１２８０５６号公報に記載の技術を用いるとアクセス可能範囲は広くなるが、測量装置下方しか測定できず、また複数のＧＣＰを効率良く取得することもできないという問題がある。特開平１０−６２７１７号公報に記載の技術は、一般の測量技術者にとって機体の制御が極めて難しい。
【０００８】
GeoMasterや車載型レーザ・ＣＣＤ画像を利用する方法は、３次元モデルを作成することを目的としており、地図作成に用いる高精度のＧＣＰを比較的簡単に取得する技術とは異なる。
本発明の目的は、地図作成などに用いることができる高精度かつ複数のＧＣＰを、取得地点へのアクセスのしやすさなどにかかわらず、一般の測量技術者が安定的かつ効率的に取得する技術を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、移動体と、該移動体に設けられ、一定間隔だけ離されて設置されたＧＰＳアンテナ及びレーザ測距儀と、前記ＧＰＳアンテナと前記レーザ測距儀とが水平に保たれた状態において、前記ＧＰＳアンテナにより計測された前記移動体の位置と、前記レーザ測距儀により計測された複数の地上基準点候補までの距離と、前記各地上基準点候補を捕捉し計測した際の前記レーザ測距儀の回転角及び仰角とを（複数の計測位置において同一地上基準点候補に関して）求める手段と、複数の計測位置において同一地上基準点候補を計測した際の、前記ＧＰＳアンテナから見た前記レーザ測距儀の方向と予め設定された基準方位との成す角度を方位角として求める手段とを有することを特徴とする地上基準点測定装置が提供される。
【００１０】
また、移動体と、該移動体に設けられ、一定間隔だけ離されて設置されたＧＰＳアンテナ及びレーザ測距儀と、前記ＧＰＳアンテナと前記レーザ測距儀とを水平に保つ水平保持手段と、該水平保持手段により前記ＧＰＳアンテナと前記レーザ測距儀とを水平に保った状態において、前記ＧＰＳアンテナにより計測された前記移動体の位置と、前記レーザ測距儀により計測された複数の地上基準点候補までの距離と、前記各地上基準点候補を捕捉し計測した際の前記レーザ測距儀の回転角及び仰角とを（複数の計測位置において同一地上基準点候補に関して）求める手段と、複数の計測位置において同一地上基準点候補を計測した際の、前記ＧＰＳアンテナから見た前記レーザ測距儀の方向と予め設定された基準方位との成す角度を方位角として求める手段とを有することを特徴とする地上基準点測定装置が提供される。
【００１１】
上記地上基準点測定装置によれば、前記ＧＰＳアンテナと前記レーザ測距儀とが水平に保たれた状態において、複数の計測位置において同一地上基準点候補を計測した際の前記ＧＰＳアンテナから見た前記レーザ測距儀の方向と予め設定された基準方位との成す角度を方位角として求めるため、複数の計測位置において地形に起因する測定ばらつきを考慮する必要がない。
【００１２】
複数の計測位置において前記同一地上基準点候補を計測した際の前記方位角を統計的に処理し、前記方位角の誤差が、ある値よりも大きい地上基準点候補に関する方位角を考慮対象から除外するのが好ましい。
このようにすれば、正しい測量が行えたか否かを判断することができ、但し測量が行えなかったデータを除外することで、方位角の測定精度を一層向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する前に、発明者の行った考察についてまず説明する。移動体、例えば車両位置を求めるためのＧＰＳと、車両から目標点までの距離を求めるためのレーザ測距儀とを搭載する。ここで、少なくとも第１及び第２の車両位置において、複数の地上基準点候補の測定を行う。第１の車両位置における測定位置測定によって得られる測量データが、車両位置（ｘ１、ｘ２、ｘ３）と、レーザ測距儀の回転角φと、地上基準点候補までの距離Ｒである。次に、第１の測定位置とは異なる第２の測定位置において、第１の測定位置で測量した複数の地上基準点候補と同じ複数の地上基準点候補の測量を行う。
【００１４】
次に、第１の測定位置と第２の測定位置とにおいて同一の地上基準点候補に対して求めた測量データに基づいて、ＧＰＳアンテナから見たレーザ測距儀の方向と予め定めた基準方向とが成す角度θ１とθ２とを求める。複数の地上基準点候補において上記手順を行うことにより、複数のθ１とθ２の組が求まる。
【００１５】
尚、理論上はθ１とθ２は変動しないはずであるが、実際に測定を行うと測定誤差によりθ１とθ２とがずれる場合がある。このずれ量を基準として、正しい測定ができたか否かを判断することもできる。複数のθ１の分布と、その分散とをとり、θ１に対応する測量データであって予め定めた誤差より大きいθ１のデータは採用しない。θ２に関しても同様の処理を行う。分布が予め設定された値より広すぎる場合には、再測定を促す旨のメッセージを表示させることも可能である。測量誤差は、例えば、レーザ測距儀、ＧＰＳ又は水平維持器の精度に基づく誤差、人為的誤差（目標からずれていたための誤差）などに起因する誤差である。
【００１６】
上記の処理を行った後に、残った（採用された）データ群中のθ１に対応する上記測量データとθ１の平均値とに基づいて、該当する測量データに対応する地上基準点候補の座標を求める。残った（採用された）データ群中のθ２に対しても同様の処理を行う。θ１とθ２とから同じ地上基準点候補に対する座標が求まった場合には、その平均値を取る。
【００１７】
以上の処理により、確度の高い測量を行うことができると考えた。
上記の考察に基づき、以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態による地上基準点測定装置について、車輌搭載型ＧＰＳを測定したＧＰＳ測定装置の一例を示す構成図である。図２は、図１に示す地上基準点測定装置に設けられた水平保持装置を上から見た図である。図３は、ＧＣＰ計測処理の流れを示すフローチャート図である。図４は、方位角θ1、θ２を特定する流れを示したフローチャート図である。図５は、異なる車輌位置から、あるＧＤＰを計測し方位角を特定する方法の説明図である。図６は、ＧＣＰの標高を計測する方法を説明するための図である。図７は、計測した目標点を棄却し再計測を行うか否かを判定するための基準を示す図である。
【００１８】
図１、図２に示すように、本実施の形態による車輌搭載型ＧＣＰ測定装置は、車輌（移動手段）３に設けられた測定装置であって、ＧＰＳ用アンテナ１と、レーザ測距儀２と、水平保持装置４と、方向調整装置５と、第１水準器６と、第２水準器７と、計算機８と、表示装置９と、入力装置１０とを含んで構成されている。
【００１９】
計算機８は、例えば、ＲＯＭなどの記憶装置（メモリ）と、中央処理装置（ＣＰＵ）とを含んで構成されている。本実施の形態における各計算処理と制御とは、記憶装置内に格納されている専用プログラムに基づき、中央処理装置により処理される。
【００２０】
本実施の形態による車輌搭載型ＧＣＰ測定装置は、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とを同一車輌３上において、ある距離だけ離されて設置されている。従って、ＧＰＳ用アンテナ１から見たレーザ測距儀２の方向を基準とした相対的な角度によりレーザ測距儀の回転角を表すことができ、絶対方位（東西南北等）を計測する必要がなくなる。また、お互いをある距離だけ離して配置することにより、装置取り付けレイアウトの自由度が高くなる。例えば、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とは、ロール方向と仰角方向とに対して、常に水平、かつ、互いの水平方向距離が一定であるように調整される。
【００２１】
水平保持装置４は、ロール方向と仰角方向とに関して例えば１８０度回転させることができる。第１水準器６と第２水準器７とを用いることにより、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とを水平に保つことができ、θ1、θ2を求める際に、車輌３の傾きや道の起伏などを考慮する必要がなくなる。従って、簡単な計算処理でＧＣＰを精度良く求めることができる。
【００２２】
方向調整装置５は回転角方向に３６０度、仰角方向に９０度回転し、レーザ測距儀２を目標点に向けることができる。計算機８は、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とから測定データを受け取り、受け取った測定データに基づいて方位角を算出する。この時、併せて統計的な処理を行い、誤差の大きいデータは棄て、ＧＣＰの最終的な精度が悪い場合には、再計測を促す。また、これら一連の過程において取得したデータと、統計処理の経過・結果、再計測を促す表示とを表示装置９に表示させる。
【００２３】
次に、このように構成された車輌搭載型ＧＣＰ測定装置の動作について図３を参照して説明する。目標点（ＧＣＰ）測定を開始するため、まず、車輌位置を決めるため、ある地点に車輌３を停止させる（ステップ３０１）。水平保持装置４により、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とが水平になるように調整する（ステップ３０２）。その状態でＧＰＳのデータを取得し、ＧＰＳ用アンテナ１の緯度と経度と標高とを求める（ステップ３０３）。
【００２４】
次に、車輌３を止めた地点から見える範囲に目標点(GCP候補)を設定する（ステップ３０４）。方向調整装置５を用いて、回転角方向と仰角方向とに関してレーザ測距儀２の指示方向を目標点にその水平方向位置と垂直方向位置が合うように調整する（ステップ３０５）。レーザ測距儀２により、目標点までの距離を計測する。この際、図２に示すレーザ測距儀２の回転角φ、図１に示すレーザ測距儀２の仰角αも計測する（ステップ３０６）。別の目標点を設定し、同様の作業を行う。この作業を取得したい目標点数だけ繰り返す（ステップ３０７）。
【００２５】
次いで、車輌３を移動させ、移動した地点において、ステップ３０６における手順と同様の手順により、ステップ３０６における目標点と同じ全ての目標点に関して計測する（ステップ３０８）。異なる２箇所（２点）の車輌位置から同一目標点を計測することにより、図５に示す方位角θ1、θ2を求める手順について図４を参照して説明する。測定箇所は３カ所以上でも良い。
【００２６】
ここで、１つの目標点に関して異なる車輌位置から計測した緯度・経度・標高が等しいと仮定する。その仮定の元に、ＧＰＳ１とレーザ測距儀２との水平方向距離ｒ(固定値)と、車輌位置（ｘ１、ｙ１、ｚ１）及び（ｘ２、ｙ２、ｚ２）と、目標点までの距離Ｒ１及びＲ２と、レーザ測距儀２の回転角φ１及びφ２とにより、以下の数式（１）から（６）により表される連立方程式を解いて、方位角θ１とθ２とを求める（ステップ４０１）。
【００２７】
X = x1+ r*cosθ1+R1*cos(θ1+φ1) （１）
Y = y1+ r*sinθ1+R1*sin(θ1+φ1) （２）
Z = z1+ R1*sinα1 （３）
X = x2+ r*cosθ2+R2*cos(θ2+φ2) （４）
Y = y2+ r*sinθ2+R2*sin(θ2+φ2) （５）
Z = z2+R2*sinα2 （６）
ここで、x1、y1、z1から計測した場合を例にとると、目標点の座標X・Y・Zはそれぞれ、以下のように表される。
【００２８】
X＝F(x1, R1, θ1, φ1) （７）
Y＝G(y1, R1, θ1, φ1) （８）
Z＝H(ｚ1, R1, α1) （９）
x1、y1、z1、R1、φ1、α1については、計測器により直接計測した値であり、計測器に起因する誤差を含む定数とみなせる。従って、X、Yの値はθ1値の関数となり、その誤差もθ１の誤差に依存する関数となる。
【００２９】
次に、上記の作業により計測した複数の目標点の全てについて処理を行い、その結果得られたθ１とθ２とを統計的に処理し、誤差の大きい点は棄却する方法について以下に説明する。まず、目標点数をｎとして、各目標点ｉ(ｉ＝１からｎまで)から得られたθ１ｉとθ２ｉとを標本とし、各々の平均μ１と、μ２と、分散σ１と、σ２を算出する（ステップ４０２）。
【００３０】
μ１＝（θ１１＋θ１２＋…＋θ１ｎ）/ｎ （１０）
σ１＝｛（θ１１−μ）2＋（θ１２−μ）2＋…＋（θ１ｎ−μ）2｝/ｎ （１１）
μ2、σ2についても同様である。
【００３１】
ここで、θ1、θ2のばらつきは、ポインティングエラー等による偶然誤差によるものと考えられるので、その分布は、概ね図７に示すような正規分布となり、式（１０）、（１１）より求めた値により標本の分布が決まる。分布が決まったところで、各目標点から求めたθ１とθ２とが、分布上のどこに位置するかを判定し、θ１とθ２とのいずれか一方でも、予め測定開始時に入力装置１０より入力しておいた誤差の範囲（例えば図７におけるａの値により決定される）内に入らない場合、すなわち、図７の斜線を施した部分に関しては、その点に対応する計測値データを棄却する（ステップ４０３、４０４、４０５、４０６）。
【００３２】
最終的に残った計測値データをθ１側のデータであればθ１の平均値とともに式（１）から（３）までに代入し、目標点の座標X,Y,Zを求める。θ２側のデータであれば、θ２の平均値とともに、式（４）、（５）及び（６）に代入し、目標点の座標を求める。同一目標点の座標が、θ１側、θ２側の両方で求められた場合には、その平均値を取り、平均値を目標点の座標とする。
【００３３】
最後に、各目標点が目標とする測定精度に達しなかった旨を判断し、再計測を行う手順（ステップ４０７）について説明する。まず、目標点の座標X・Y・Zの値と誤差とがどのように決定されるかについて説明する。x1、y1、z1から計測した場合を例にとると、目標点の座標X・Y・Zはそれぞれ、X＝F(x1、R1、θ1、φ1)、Y＝G(y1、R1、θ1、φ1)、Z＝H(ｚ1、R1、α1)で表される。x1、y1、z1、R1、φ1、α1については、計測器により直接計測した値であり、計測器に依存する誤差を含む定数と考えられる。従って、X、Yの値は、θ1の値に依存する関数となり、その誤差はθ1の誤差に依存する関数となる。一方、Zについては、θ1の変数ではないため、θ1の値に依存せずに値も誤差も決まる。
【００３４】
上述のように、各目標点の誤差はθの誤差により変動するため、各目標点の測定精度をθの分散で代表し、θの分散を目標点の測定精度を判断するための指標とするのが好ましい。θの分散の判定基準（σ<σ0：σ0は、許容されるばらつきの上限値）を測定開始時に入力装置１０より入力し、その判定基準を満たさない場合は再計測を求める表示を表示装置９により行う（ステップ４０８）。その場合には、図３のフローチャートに示すＧＣＰの計測からやり直す（ステップ４０９）。以上の作業を繰り返すことにより、目標の測定精度を達成したＧＣＰを複数求めることができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態による地上基準点測定装置によれば、車輌３にＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とを搭載し、GPS用アンテナ１とレーザ測距儀２とを常に水平を保ち、かつ、お互いの水平距離が常に等しくなるような水平保持装置４を有し、レーザ測距儀３が回転方向、仰角方向について自由に回転できるようなレーザ測距儀方向調整装置５を設置することにより、ＧＣＰを取得したい地点付近まで車輌３で移動でき、その地点からレーザ測距儀２により、車輌３から見通せる範囲について複数のＧＣＰを簡単に取得することが可能となる。また、車輌３に計測機器が取り付けてあるため、安定した計測が可能となる。さらに、ＧＣＰの計測を行う作業は、車輌３を移動させ、水平保持装置４を用いてＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とを水平に保ち、レーザ測距儀２を目標に合せればよいため、高度な測量技術を必要としない。そのため、人員の確保が容易である。また、計測により得られたＧＣＰが目標の測定精度に到達していなければ、再計測を行う方法をとるため、精度の良い複数のＧＣＰを一度に取得することが可能である。
【００３６】
尚、本発明の第１の実施の形態においては、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とが複数の測定箇所において水平に保持されていることを前提にθ1、θ2を求める方法について説明したが、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とを複数の測定箇所において水平に保つことができない場合でも、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２との間の水平方向の距離が一定になるようにＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２との位置を調整すれば、上記第１の実施の形態による地上基準点測定装置の場合と同様の手順により、ＧＣＰを精度良く求めることができる。すなわち、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２の位置をスライド式で調整するような仕掛けを持たせれば、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２の位置関係が水平面上にない場合でも、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２の距離を変更することにより、他の測定箇所で測定した時と同じ水平距離に調節することができる。
以上、本発明の実施の形態に沿って説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の地上基準点測定装置では、複数のＧＣＰを短時間に取得することが可能となる。また、高度な測量技術を必要としないため、人員の確保が容易である。さらに、計測により得られたＧＣＰが目標の測定精度に到達していなければ、再計測を行うため、精度の揃った複数のＧＣＰを取得することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による車輌搭載型ＧＣＰ測定装置の構成例を示す図である。
【図２】図１に示す車輌搭載型ＧＣＰ測定装置に設置されている水平保持装置を垂直上方向から見た構成図である。
【図３】目標点（ＧＣＰ）測定する処理の流れを示すフローチャート図である。
【図４】方位角を特定する処理の流れを示すフローチャート図である。
【図５】異なる車輌位置から、ある１つの目標点を計測し、方位角を特定する方法を説明するための図である。
【図６】ＧＣＰの標高を計測する方法の説明図である。
【図７】計測した目標点を棄却するか否かと再計測を行うか否かとの判定を行うための基準を示す概略図である。
【符号の説明】
１…GPS用アンテナ、２…レーザ測距儀、３…車輌、４…水平保持装置、５…方向調整装置、６…水準器１、７…水準器２、８…計算機、９…表示装置、１０…入力装置、D…基準方位、ｒ…GPS用アンテナ1とレーザ測距儀2の水平方向距離、α…レーザ測距儀の仰角、φ、φ1、φ2…レーザ測距儀の回転角、θ1、θ2…基準方位Dからのずれ角、方位角、Ｒ1、Ｒ2…GPSアンテナ1から目標点までの距離、ｘ1、ｘ2、ｙ1、ｙ2…車輌3の位置、緯度・経度、Ｘ、Ｙ…目標点の位置、緯度・経度。
【発明の属する技術分野】
本発明は、測位手段と測距手段とを備えた移動体による測量システムに関し、特に、車輌に搭載されたＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ： 汎地球測位システム）とレーザ測距儀とを用いて、測定対象（目標）の緯度・経度・標高などを求める技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地図を作成する場合などに高精度な地上基準点（ＧＣＰ）を取得する技術としては、測量者がＧＰＳアンテナを持ち歩いて地上基準点を取得するのに適した場所に移動し、実際に測量を行っている。人がアクセス困難な場所におけるＧＣＰを取得する方法としては、特開平７−１２８０５６号公報および特開平１０−６２１７０号公報に記載の方法がある。
【０００３】
特開平７−１２８０５６号公報に記載の方法は、走行車輌に水平面内で旋回駆動自在な旋回部を設け、そこに伸縮自在なアームを取り付け、その先端に取り付けたＧＰＳアンテナを測量地点上方に伸ばし、旋回部の下方の点に関するＧＰＳによる測量を行う方法である。特開平１０−６２７１７号公報に記載の方法は、ＧＰＳアンテナとＧＰＳ受信装置とをラジコンヘリコプタに搭載し、このラジコンヘリコプタを無線操縦して測定地点上空に飛ばし、ＧＰＳ測量を行うものである。
【０００４】
また、効率的に空間情報のデータを取得する方法としては、モービルマッピングシステム（アジア航測(株)の"GeoMaster"）や、車載型レーザ・ＣＣＤ画像による３次元都市空間モデルの構築（東京大学空間情報科学研究センター）がある。上記GeoMasterは、慣性航法装置（ＩＮＳ）とＧＰＳ、オドメータ（車速計）などのセンサ統合技術と、画像に基準点を写し込まずにステレオ計測を行えるキネマティック写真測量技術と、を効果的に組み合わせることで、効率的に空間データを収集し、低コストでデータベースを構築・更新するものである。
【０００５】
車載型レーザ・ＣＣＤ画像による３次元都市空間モデルの構築は、ＧＰＳとＩＮＳを有する車輌に、レーザセンサとレインカメラとを搭載し、道路に沿って３次元空間データを取得し、テクスチャー付サーフェスモデルを自動構築するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＧＰＳアンテナを測量者が持ち歩いてＧＣＰを取得する方法は、複数のＧＣＰを取得する場合には多大な労力を要し、効率的ではない。また人がアクセスできない場所のＧＣＰを取得することができないという問題がある。
【０００７】
特開平７−１２８０５６号公報に記載の技術を用いるとアクセス可能範囲は広くなるが、測量装置下方しか測定できず、また複数のＧＣＰを効率良く取得することもできないという問題がある。特開平１０−６２７１７号公報に記載の技術は、一般の測量技術者にとって機体の制御が極めて難しい。
【０００８】
GeoMasterや車載型レーザ・ＣＣＤ画像を利用する方法は、３次元モデルを作成することを目的としており、地図作成に用いる高精度のＧＣＰを比較的簡単に取得する技術とは異なる。
本発明の目的は、地図作成などに用いることができる高精度かつ複数のＧＣＰを、取得地点へのアクセスのしやすさなどにかかわらず、一般の測量技術者が安定的かつ効率的に取得する技術を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、移動体と、該移動体に設けられ、一定間隔だけ離されて設置されたＧＰＳアンテナ及びレーザ測距儀と、前記ＧＰＳアンテナと前記レーザ測距儀とが水平に保たれた状態において、前記ＧＰＳアンテナにより計測された前記移動体の位置と、前記レーザ測距儀により計測された複数の地上基準点候補までの距離と、前記各地上基準点候補を捕捉し計測した際の前記レーザ測距儀の回転角及び仰角とを（複数の計測位置において同一地上基準点候補に関して）求める手段と、複数の計測位置において同一地上基準点候補を計測した際の、前記ＧＰＳアンテナから見た前記レーザ測距儀の方向と予め設定された基準方位との成す角度を方位角として求める手段とを有することを特徴とする地上基準点測定装置が提供される。
【００１０】
また、移動体と、該移動体に設けられ、一定間隔だけ離されて設置されたＧＰＳアンテナ及びレーザ測距儀と、前記ＧＰＳアンテナと前記レーザ測距儀とを水平に保つ水平保持手段と、該水平保持手段により前記ＧＰＳアンテナと前記レーザ測距儀とを水平に保った状態において、前記ＧＰＳアンテナにより計測された前記移動体の位置と、前記レーザ測距儀により計測された複数の地上基準点候補までの距離と、前記各地上基準点候補を捕捉し計測した際の前記レーザ測距儀の回転角及び仰角とを（複数の計測位置において同一地上基準点候補に関して）求める手段と、複数の計測位置において同一地上基準点候補を計測した際の、前記ＧＰＳアンテナから見た前記レーザ測距儀の方向と予め設定された基準方位との成す角度を方位角として求める手段とを有することを特徴とする地上基準点測定装置が提供される。
【００１１】
上記地上基準点測定装置によれば、前記ＧＰＳアンテナと前記レーザ測距儀とが水平に保たれた状態において、複数の計測位置において同一地上基準点候補を計測した際の前記ＧＰＳアンテナから見た前記レーザ測距儀の方向と予め設定された基準方位との成す角度を方位角として求めるため、複数の計測位置において地形に起因する測定ばらつきを考慮する必要がない。
【００１２】
複数の計測位置において前記同一地上基準点候補を計測した際の前記方位角を統計的に処理し、前記方位角の誤差が、ある値よりも大きい地上基準点候補に関する方位角を考慮対象から除外するのが好ましい。
このようにすれば、正しい測量が行えたか否かを判断することができ、但し測量が行えなかったデータを除外することで、方位角の測定精度を一層向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について説明する前に、発明者の行った考察についてまず説明する。移動体、例えば車両位置を求めるためのＧＰＳと、車両から目標点までの距離を求めるためのレーザ測距儀とを搭載する。ここで、少なくとも第１及び第２の車両位置において、複数の地上基準点候補の測定を行う。第１の車両位置における測定位置測定によって得られる測量データが、車両位置（ｘ１、ｘ２、ｘ３）と、レーザ測距儀の回転角φと、地上基準点候補までの距離Ｒである。次に、第１の測定位置とは異なる第２の測定位置において、第１の測定位置で測量した複数の地上基準点候補と同じ複数の地上基準点候補の測量を行う。
【００１４】
次に、第１の測定位置と第２の測定位置とにおいて同一の地上基準点候補に対して求めた測量データに基づいて、ＧＰＳアンテナから見たレーザ測距儀の方向と予め定めた基準方向とが成す角度θ１とθ２とを求める。複数の地上基準点候補において上記手順を行うことにより、複数のθ１とθ２の組が求まる。
【００１５】
尚、理論上はθ１とθ２は変動しないはずであるが、実際に測定を行うと測定誤差によりθ１とθ２とがずれる場合がある。このずれ量を基準として、正しい測定ができたか否かを判断することもできる。複数のθ１の分布と、その分散とをとり、θ１に対応する測量データであって予め定めた誤差より大きいθ１のデータは採用しない。θ２に関しても同様の処理を行う。分布が予め設定された値より広すぎる場合には、再測定を促す旨のメッセージを表示させることも可能である。測量誤差は、例えば、レーザ測距儀、ＧＰＳ又は水平維持器の精度に基づく誤差、人為的誤差（目標からずれていたための誤差）などに起因する誤差である。
【００１６】
上記の処理を行った後に、残った（採用された）データ群中のθ１に対応する上記測量データとθ１の平均値とに基づいて、該当する測量データに対応する地上基準点候補の座標を求める。残った（採用された）データ群中のθ２に対しても同様の処理を行う。θ１とθ２とから同じ地上基準点候補に対する座標が求まった場合には、その平均値を取る。
【００１７】
以上の処理により、確度の高い測量を行うことができると考えた。
上記の考察に基づき、以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態による地上基準点測定装置について、車輌搭載型ＧＰＳを測定したＧＰＳ測定装置の一例を示す構成図である。図２は、図１に示す地上基準点測定装置に設けられた水平保持装置を上から見た図である。図３は、ＧＣＰ計測処理の流れを示すフローチャート図である。図４は、方位角θ1、θ２を特定する流れを示したフローチャート図である。図５は、異なる車輌位置から、あるＧＤＰを計測し方位角を特定する方法の説明図である。図６は、ＧＣＰの標高を計測する方法を説明するための図である。図７は、計測した目標点を棄却し再計測を行うか否かを判定するための基準を示す図である。
【００１８】
図１、図２に示すように、本実施の形態による車輌搭載型ＧＣＰ測定装置は、車輌（移動手段）３に設けられた測定装置であって、ＧＰＳ用アンテナ１と、レーザ測距儀２と、水平保持装置４と、方向調整装置５と、第１水準器６と、第２水準器７と、計算機８と、表示装置９と、入力装置１０とを含んで構成されている。
【００１９】
計算機８は、例えば、ＲＯＭなどの記憶装置（メモリ）と、中央処理装置（ＣＰＵ）とを含んで構成されている。本実施の形態における各計算処理と制御とは、記憶装置内に格納されている専用プログラムに基づき、中央処理装置により処理される。
【００２０】
本実施の形態による車輌搭載型ＧＣＰ測定装置は、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とを同一車輌３上において、ある距離だけ離されて設置されている。従って、ＧＰＳ用アンテナ１から見たレーザ測距儀２の方向を基準とした相対的な角度によりレーザ測距儀の回転角を表すことができ、絶対方位（東西南北等）を計測する必要がなくなる。また、お互いをある距離だけ離して配置することにより、装置取り付けレイアウトの自由度が高くなる。例えば、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とは、ロール方向と仰角方向とに対して、常に水平、かつ、互いの水平方向距離が一定であるように調整される。
【００２１】
水平保持装置４は、ロール方向と仰角方向とに関して例えば１８０度回転させることができる。第１水準器６と第２水準器７とを用いることにより、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とを水平に保つことができ、θ1、θ2を求める際に、車輌３の傾きや道の起伏などを考慮する必要がなくなる。従って、簡単な計算処理でＧＣＰを精度良く求めることができる。
【００２２】
方向調整装置５は回転角方向に３６０度、仰角方向に９０度回転し、レーザ測距儀２を目標点に向けることができる。計算機８は、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とから測定データを受け取り、受け取った測定データに基づいて方位角を算出する。この時、併せて統計的な処理を行い、誤差の大きいデータは棄て、ＧＣＰの最終的な精度が悪い場合には、再計測を促す。また、これら一連の過程において取得したデータと、統計処理の経過・結果、再計測を促す表示とを表示装置９に表示させる。
【００２３】
次に、このように構成された車輌搭載型ＧＣＰ測定装置の動作について図３を参照して説明する。目標点（ＧＣＰ）測定を開始するため、まず、車輌位置を決めるため、ある地点に車輌３を停止させる（ステップ３０１）。水平保持装置４により、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とが水平になるように調整する（ステップ３０２）。その状態でＧＰＳのデータを取得し、ＧＰＳ用アンテナ１の緯度と経度と標高とを求める（ステップ３０３）。
【００２４】
次に、車輌３を止めた地点から見える範囲に目標点(GCP候補)を設定する（ステップ３０４）。方向調整装置５を用いて、回転角方向と仰角方向とに関してレーザ測距儀２の指示方向を目標点にその水平方向位置と垂直方向位置が合うように調整する（ステップ３０５）。レーザ測距儀２により、目標点までの距離を計測する。この際、図２に示すレーザ測距儀２の回転角φ、図１に示すレーザ測距儀２の仰角αも計測する（ステップ３０６）。別の目標点を設定し、同様の作業を行う。この作業を取得したい目標点数だけ繰り返す（ステップ３０７）。
【００２５】
次いで、車輌３を移動させ、移動した地点において、ステップ３０６における手順と同様の手順により、ステップ３０６における目標点と同じ全ての目標点に関して計測する（ステップ３０８）。異なる２箇所（２点）の車輌位置から同一目標点を計測することにより、図５に示す方位角θ1、θ2を求める手順について図４を参照して説明する。測定箇所は３カ所以上でも良い。
【００２６】
ここで、１つの目標点に関して異なる車輌位置から計測した緯度・経度・標高が等しいと仮定する。その仮定の元に、ＧＰＳ１とレーザ測距儀２との水平方向距離ｒ(固定値)と、車輌位置（ｘ１、ｙ１、ｚ１）及び（ｘ２、ｙ２、ｚ２）と、目標点までの距離Ｒ１及びＲ２と、レーザ測距儀２の回転角φ１及びφ２とにより、以下の数式（１）から（６）により表される連立方程式を解いて、方位角θ１とθ２とを求める（ステップ４０１）。
【００２７】
X = x1+ r*cosθ1+R1*cos(θ1+φ1) （１）
Y = y1+ r*sinθ1+R1*sin(θ1+φ1) （２）
Z = z1+ R1*sinα1 （３）
X = x2+ r*cosθ2+R2*cos(θ2+φ2) （４）
Y = y2+ r*sinθ2+R2*sin(θ2+φ2) （５）
Z = z2+R2*sinα2 （６）
ここで、x1、y1、z1から計測した場合を例にとると、目標点の座標X・Y・Zはそれぞれ、以下のように表される。
【００２８】
X＝F(x1, R1, θ1, φ1) （７）
Y＝G(y1, R1, θ1, φ1) （８）
Z＝H(ｚ1, R1, α1) （９）
x1、y1、z1、R1、φ1、α1については、計測器により直接計測した値であり、計測器に起因する誤差を含む定数とみなせる。従って、X、Yの値はθ1値の関数となり、その誤差もθ１の誤差に依存する関数となる。
【００２９】
次に、上記の作業により計測した複数の目標点の全てについて処理を行い、その結果得られたθ１とθ２とを統計的に処理し、誤差の大きい点は棄却する方法について以下に説明する。まず、目標点数をｎとして、各目標点ｉ(ｉ＝１からｎまで)から得られたθ１ｉとθ２ｉとを標本とし、各々の平均μ１と、μ２と、分散σ１と、σ２を算出する（ステップ４０２）。
【００３０】
μ１＝（θ１１＋θ１２＋…＋θ１ｎ）/ｎ （１０）
σ１＝｛（θ１１−μ）2＋（θ１２−μ）2＋…＋（θ１ｎ−μ）2｝/ｎ （１１）
μ2、σ2についても同様である。
【００３１】
ここで、θ1、θ2のばらつきは、ポインティングエラー等による偶然誤差によるものと考えられるので、その分布は、概ね図７に示すような正規分布となり、式（１０）、（１１）より求めた値により標本の分布が決まる。分布が決まったところで、各目標点から求めたθ１とθ２とが、分布上のどこに位置するかを判定し、θ１とθ２とのいずれか一方でも、予め測定開始時に入力装置１０より入力しておいた誤差の範囲（例えば図７におけるａの値により決定される）内に入らない場合、すなわち、図７の斜線を施した部分に関しては、その点に対応する計測値データを棄却する（ステップ４０３、４０４、４０５、４０６）。
【００３２】
最終的に残った計測値データをθ１側のデータであればθ１の平均値とともに式（１）から（３）までに代入し、目標点の座標X,Y,Zを求める。θ２側のデータであれば、θ２の平均値とともに、式（４）、（５）及び（６）に代入し、目標点の座標を求める。同一目標点の座標が、θ１側、θ２側の両方で求められた場合には、その平均値を取り、平均値を目標点の座標とする。
【００３３】
最後に、各目標点が目標とする測定精度に達しなかった旨を判断し、再計測を行う手順（ステップ４０７）について説明する。まず、目標点の座標X・Y・Zの値と誤差とがどのように決定されるかについて説明する。x1、y1、z1から計測した場合を例にとると、目標点の座標X・Y・Zはそれぞれ、X＝F(x1、R1、θ1、φ1)、Y＝G(y1、R1、θ1、φ1)、Z＝H(ｚ1、R1、α1)で表される。x1、y1、z1、R1、φ1、α1については、計測器により直接計測した値であり、計測器に依存する誤差を含む定数と考えられる。従って、X、Yの値は、θ1の値に依存する関数となり、その誤差はθ1の誤差に依存する関数となる。一方、Zについては、θ1の変数ではないため、θ1の値に依存せずに値も誤差も決まる。
【００３４】
上述のように、各目標点の誤差はθの誤差により変動するため、各目標点の測定精度をθの分散で代表し、θの分散を目標点の測定精度を判断するための指標とするのが好ましい。θの分散の判定基準（σ<σ0：σ0は、許容されるばらつきの上限値）を測定開始時に入力装置１０より入力し、その判定基準を満たさない場合は再計測を求める表示を表示装置９により行う（ステップ４０８）。その場合には、図３のフローチャートに示すＧＣＰの計測からやり直す（ステップ４０９）。以上の作業を繰り返すことにより、目標の測定精度を達成したＧＣＰを複数求めることができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態による地上基準点測定装置によれば、車輌３にＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とを搭載し、GPS用アンテナ１とレーザ測距儀２とを常に水平を保ち、かつ、お互いの水平距離が常に等しくなるような水平保持装置４を有し、レーザ測距儀３が回転方向、仰角方向について自由に回転できるようなレーザ測距儀方向調整装置５を設置することにより、ＧＣＰを取得したい地点付近まで車輌３で移動でき、その地点からレーザ測距儀２により、車輌３から見通せる範囲について複数のＧＣＰを簡単に取得することが可能となる。また、車輌３に計測機器が取り付けてあるため、安定した計測が可能となる。さらに、ＧＣＰの計測を行う作業は、車輌３を移動させ、水平保持装置４を用いてＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とを水平に保ち、レーザ測距儀２を目標に合せればよいため、高度な測量技術を必要としない。そのため、人員の確保が容易である。また、計測により得られたＧＣＰが目標の測定精度に到達していなければ、再計測を行う方法をとるため、精度の良い複数のＧＣＰを一度に取得することが可能である。
【００３６】
尚、本発明の第１の実施の形態においては、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とが複数の測定箇所において水平に保持されていることを前提にθ1、θ2を求める方法について説明したが、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２とを複数の測定箇所において水平に保つことができない場合でも、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２との間の水平方向の距離が一定になるようにＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２との位置を調整すれば、上記第１の実施の形態による地上基準点測定装置の場合と同様の手順により、ＧＣＰを精度良く求めることができる。すなわち、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２の位置をスライド式で調整するような仕掛けを持たせれば、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２の位置関係が水平面上にない場合でも、ＧＰＳ用アンテナ１とレーザ測距儀２の距離を変更することにより、他の測定箇所で測定した時と同じ水平距離に調節することができる。
以上、本発明の実施の形態に沿って説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の地上基準点測定装置では、複数のＧＣＰを短時間に取得することが可能となる。また、高度な測量技術を必要としないため、人員の確保が容易である。さらに、計測により得られたＧＣＰが目標の測定精度に到達していなければ、再計測を行うため、精度の揃った複数のＧＣＰを取得することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による車輌搭載型ＧＣＰ測定装置の構成例を示す図である。
【図２】図１に示す車輌搭載型ＧＣＰ測定装置に設置されている水平保持装置を垂直上方向から見た構成図である。
【図３】目標点（ＧＣＰ）測定する処理の流れを示すフローチャート図である。
【図４】方位角を特定する処理の流れを示すフローチャート図である。
【図５】異なる車輌位置から、ある１つの目標点を計測し、方位角を特定する方法を説明するための図である。
【図６】ＧＣＰの標高を計測する方法の説明図である。
【図７】計測した目標点を棄却するか否かと再計測を行うか否かとの判定を行うための基準を示す概略図である。
【符号の説明】
１…GPS用アンテナ、２…レーザ測距儀、３…車輌、４…水平保持装置、５…方向調整装置、６…水準器１、７…水準器２、８…計算機、９…表示装置、１０…入力装置、D…基準方位、ｒ…GPS用アンテナ1とレーザ測距儀2の水平方向距離、α…レーザ測距儀の仰角、φ、φ1、φ2…レーザ測距儀の回転角、θ1、θ2…基準方位Dからのずれ角、方位角、Ｒ1、Ｒ2…GPSアンテナ1から目標点までの距離、ｘ1、ｘ2、ｙ1、ｙ2…車輌3の位置、緯度・経度、Ｘ、Ｙ…目標点の位置、緯度・経度。
Claims (7)
- 移動体と、
該移動体に設けられ、一定間隔だけ離されて設置されたＧＰＳアンテナ及びレーザ測距儀と、
前記ＧＰＳアンテナと前記レーザ測距儀とが水平に保たれた状態において、前記ＧＰＳアンテナにより計測された前記移動体の位置と、前記レーザ測距儀により計測された複数の地上基準点候補までの距離と、前記各地上基準点候補を捕捉し計測した際の前記レーザ測距儀の回転角φ及び仰角αと、を求める手段と、
第１の計測位置と該第１の計測位置とは異なる第２の計測位置とにおいて同一の地上基準点候補を計測した際の、前記ＧＰＳアンテナから見た前記レーザ測距儀の方向と予め設定された基準方位との成す角度としてそれぞれ求められた第１の方位角θ１と第２の方位角θ２とを式（１）から（６）により求める手段と、
前記移動体の位置と、前記回転角φと、前記仰角αと、前記距離ｒと、前記第１の方位角θ１とに基づいて式（１）から（３）により前記第１の計測位置から求める地上基準点の座標を、前記移動体の位置と、前記回転角φと、前記仰角αと、前記距離ｒと、第２の方位角θ２と、に基づいて式（４）から（６）により前記第２の計測位置から求める地上基準点の座標を、それぞれ求める手段と
を有することを特徴とする地上基準点測定装置。
Ｘ ＝ ｘ１＋ｒ *cos θ１＋Ｒ１ *cos （θ１＋φ１） （１）
Ｙ ＝ ｙ１＋ｒ *sin θ１＋Ｒ１ *sin （θ１＋φ１） （２）
Ｚ ＝ ｚ１＋Ｒ１ *sin α１ （３）
Ｘ ＝ ｘ２＋ｒ *cos θ２＋Ｒ２ *cos （θ２＋φ２） （４）
Ｙ ＝ ｙ２＋ｒ *sin θ２＋Ｒ２ *sin （θ２＋φ２） （５）
Ｚ ＝ ｚ２＋Ｒ２ *sin α２ （６）
尚、ｒは、ＧＰＳとレーザ測距儀との水平方向距離、（ｘ１、ｙ１、ｚ１）及び（ｘ２、ｙ２、ｚ２）は、第１の計測位置と第２の計測位置における計測位置、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれの計測位置から目標点までの距離である。 - 移動体と、
該移動体に設けられ、一定間隔だけ離されて設置されたＧＰＳアンテナ及びレーザ測距儀と、
前記ＧＰＳアンテナと前記レーザ測距儀とを水平に保つ水平保持手段と、
該水平保持手段により前記ＧＰＳアンテナと前記レーザ測距儀とを水平に保った状態において、前記ＧＰＳアンテナにより計測された前記移動体の位置と、前記レーザ測距儀により計測された複数の地上基準点候補までの距離と、前記各地上基準点候補を捕捉し計測した際の前記レーザ測距儀の回転角φ及び仰角αを求める手段と、
第１の計測位置と該第１の計測位置とは異なる第２の計測位置とにおいて同一の地上基準点候補を計測した際の、前記ＧＰＳアンテナから見た前記レーザ測距儀の方向と予め設定された基準方位との成す角度としてそれぞれ求められた第１の方位角θ１と第２の方位角θ２とを式（１）から（６）により求める手段と、
前記移動体の位置と、前記回転角φと、前記仰角αと、前記距離ｒと、前記第１の方位角θ１とに基づいて式（１）から（３）により前記第１の計測位置から求める地上基準点の座標を、前記移動体の位置と、前記回転角φと、前記仰角αと、前記距離ｒと、第２の方位角θ２と、に基づいて式（４）から（６）により前記第２の計測位置から求める地上基準点の座標を、それぞれ求める手段と
を有することを特徴とする地上基準点測定装置。
Ｘ ＝ ｘ１＋ｒ *cos θ１＋Ｒ１ *cos （θ１＋φ１） （１）
Ｙ ＝ ｙ１＋ｒ *sin θ１＋Ｒ１ *sin （θ１＋φ１） （２）
Ｚ ＝ ｚ１＋Ｒ１ *sin α１ （３）
Ｘ ＝ ｘ２＋ｒ *cos θ２＋Ｒ２ *cos （θ２＋φ２） （４）
Ｙ ＝ ｙ２＋ｒ *sin θ２＋Ｒ２ *sin （θ２＋φ２） （５）
Ｚ ＝ ｚ２＋Ｒ２ *sin α２ （６）
尚、ｒは、ＧＰＳとレーザ測距儀との水平方向距離、（ｘ１、ｙ１、ｚ１）及び（ｘ２、ｙ２、ｚ２）は、第１の計測位置と第２の計測位置における計測位置、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれの計測位置から目標点までの距離である。 - 請求項１又は２に記載の地上基準点測定装置により複数の異なる計測位置において同一の地上基準点候補を計測した際の、前記方位角として求める手段によりそれぞれ求められた複数の方位角のうち、その誤差がある値よりも大きい地上基準点候補に関する方位角以外の方位角に対応する測量データに基づいて、地上基準点候補の地上基準点の座標を求めることを特徴とする地上基準点測定装置。
- さらに、
測定精度と目標精度とを比較し、前記測定精度が前記目標精度に達しない場合に、再計測を促す手段を有することを特徴とする請求項３に記載の地上基準点測定装置。 - 一定間隔だけ離されて設置されたＧＰＳアンテナ及びレーザ測距儀を含む地上基準点測定装置であって、
前記ＧＰＳアンテナと前記レーザ測距儀とが水平に保たれた状態において、前記ＧＰＳアンテナにより計測された前記地上基準点測定装置の位置と、前記レーザ測距儀により計測された複数の地上基準点候補までの距離と、前記各地上基準点候補を捕捉し計測した際の前記レーザ測距儀の回転角φ及び仰角αとを求める手段と、
第１の計測位置と該第１の計測位置とは異なる第２の計測位置とにおいて同一の地上基準点候補を計測した際の、前記ＧＰＳアンテナから見た前記レーザ測距儀の方向と予め設定された基準方位との成す角度としてそれぞれ求められた第１の方位角θ１と第２の方位角θ２とを式（１）から（６）により求める手段と、
前記移動体の位置と、前記回転角φと、前記仰角αと、前記距離ｒと、前記第１の方位角θ１とに基づいて式（１）から（３）により前記第１の計測位置から求める地上基準点の座標を、前記移動体の位置と、前記回転角φと、前記仰角αと、前記距離ｒと、第２の方位角θ２と、に基づいて式（４）から（６）により前記第２の計測位置から求める地上基準点の座標を、それぞれ求める手段と
を有することを特徴とする地上基準点測定装置。
Ｘ ＝ ｘ１＋ｒ *cos θ１＋Ｒ１ *cos （θ１＋φ１） （１）
Ｙ ＝ ｙ１＋ｒ *sin θ１＋Ｒ１ *sin （θ１＋φ１） （２）
Ｚ ＝ ｚ１＋Ｒ１ *sin α１ （３）
Ｘ ＝ ｘ２＋ｒ *cos θ２＋Ｒ２ *cos （θ２＋φ２） （４）
Ｙ ＝ ｙ２＋ｒ *sin θ２＋Ｒ２ *sin （θ２＋φ２） （５）
Ｚ ＝ ｚ２＋Ｒ２ *sin α２ （６）
尚、ｒは、ＧＰＳとレーザ測距儀との水平方向距離、（ｘ１、ｙ１、ｚ１）及び（ｘ２、ｙ２、ｚ２）は、第１の計測位置と第２の計測位置における計測位置、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれの計測位置から目標点までの距離である。 - 移動体と、該移動体に設けられ、一定間隔だけ離されて設置されたＧＰＳアンテナ及びレーザ測距儀とを用いて地上基準点測定を行う方法であって、
前記ＧＰＳアンテナと前記レーザ測距儀とを水平に保つステップと、
前記ＧＰＳアンテナにより計測された前記移動体の位置と、前記レーザ測距儀により計測された複数の地上基準点候補までの距離と、前記各地上基準点候補を捕捉し計測した際の前記レーザ測距儀の回転角φ及び仰角αとを、複数の計測位置において同一地上基準点候補に関して求めるステップと、
第１の計測位置と該第１の計測位置とは異なる第２の計測位置とにおいて同一の地上基準点候補を計測した際の、前記ＧＰＳアンテナから見た前記レーザ測距儀の方向と予め設定された基準方位との成す角度としてそれぞれ求められた第１の方位角θ１と第２の方位角θ２とを式（１）から（６）により求めるステップと、
前記移動体の位置と、前記回転角φと、前記仰角αと、前記距離ｒと、前記第１の方位角θ１とに基づいて式（１）から（３）により前記第１の計測位置から求める地上基準点の座標を、前記移動体の位置と、前記回転角φと、前記仰角αと、前記距離ｒと、第２の方位角θ２と、に基づいて式（４）から（６）により前記第２の計測位置から求める地上基準点の座標を、それぞれ求めるステップと
を有することを特徴とする地上基準点測定方法。
Ｘ ＝ ｘ１＋ｒ *cos θ１＋Ｒ１ *cos （θ１＋φ１） （１）
Ｙ ＝ ｙ１＋ｒ *sin θ１＋Ｒ１ *sin （θ１＋φ１） （２）
Ｚ ＝ ｚ１＋Ｒ１ *sin α１ （３）
Ｘ ＝ ｘ２＋ｒ *cos θ２＋Ｒ２ *cos （θ２＋φ２） （４）
Ｙ ＝ ｙ２＋ｒ *sin θ２＋Ｒ２ *sin （θ２＋φ２） （５）
Ｚ ＝ ｚ２＋Ｒ２ *sin α２ （６）
尚、ｒは、ＧＰＳとレーザ測距儀との水平方向距離、（ｘ１、ｙ１、ｚ１）及び（ｘ２、ｙ２、ｚ２）は、第１の計測位置と第２の計測位置における計測位置、Ｒ１、Ｒ２は、それぞれの計測位置から目標点までの距離である。 - 請求項６に記載の地上基準点測定方法により複数の異なる計測位置から同一の地上基準点候補を複数計測した際の、それぞれ求められた複数の方位角のうち、その誤差がある値よりも大きい地上基準点候補に関する方位角以外の方位角に対応する測量データに基づいて、地上基準点候補の座標を求めるステップと
を有することを特徴とする地上基準点測定方法。
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| KR20160146359A (ko) * | 2015-06-12 | 2016-12-21 | 조중헌 | 거리 및 고도 측정 장치, 이를 포함하는 데이터 구축 시스템 및 거리 및 고도 측정 방법 및 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록매체 |
| KR101708820B1 (ko) * | 2015-06-12 | 2017-02-21 | 조중헌 | 거리 및 고도 측정 장치, 이를 포함하는 데이터 구축 시스템 및 거리 및 고도 측정 방법 및 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록매체 |
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| JP2004061295A (ja) | 2004-02-26 |
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