JPH0340803B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 産業上の利用分野 本発明は海上に於ける作業船台の位置決め装置
に関するものである。

従来の技術 従来の作業船台の位置決め方法は本発明の出願
人がすでに特許を取得した「船台位置決め方法」
特許第1199054号に示されるように船台１側に３
台の自動追尾光波距離計を設置し、第６図に示す
ように既知の基線長ｌ０，ｌ５，ｌの外に三辺の
長さを計測して船台の座標を決めていた。このよ
うな装置によるときは位置決め精度は高いが自動
視準光波距離計を３台使うため装置全体は極めて
高価になり、長距離観測が困難である等の欠点が
あつた。

作業船台の位置決め精度は海底堰提や橋梁基礎
の如く数cmの精度で海底構造物を建設する工事の
外に埋立作業に使われるサンドポンプ船や海底の
抗打作業船の如く数10cmで位置管理すればよい位
置決め作業が数多くある。

これ等の海上位置決めシステムにはコストの安
い計測システムが要求されるが本発明は前記低コ
ストの船台位置決め装置に係るものである。従来
の船台位置決めシステムは第６図に示すように、
基線ABをＸ軸、この軸と直角方向をＹ軸とし、
Ａを原点とする直角座標系を構成して、船台１側
の基線ｌ５上の３点に３台の自動視準光波距離計
を据え陸上部２の基線ｌ０の両端Ａ，Ｂに据えら
れた光源とコーナープリズムを一体に構成したタ
ーゲツトを、前記自動視準光波距離計で三辺の距
離ｌ１，ｌ２，ｌ４，ｌ６を求め基線長ｌ０，ｌ
５，ｌを用いて船台の基点CDの座標を求めてい
た。そしてこの座標値が既知地図上の座標値（計
画値）とどの程度差をもつているかの数式を立
て、コンピユータにて演算処理させて、前記計画
座標値との偏差を小さくするように船台を移動さ
せ、位置決めしていたものである。

上記の方法によるときは船台の位置はすべて長
さを計ることによつて決り、角を観測する必要は
ないから座標の精度は長さを計る精度（数cm）で
決る。しかしながら本方式で船台の位置を計測す
る場合は高価な自動視準光波距離計を３台必要と
するためシステム全体は極めて高価なものとな
る。

発明が解決しようとする問題点 本発明は前記するような３台の自動視準光波距
離計にかえて２台の自動追尾測距測角儀を用いて
船台の位置を常時自動的に計測しようとするもの
である。

〔発明の構成〕

問題点を解決するための手段 本発明測定方法を第１図について説明すると、
陸上部２の基線ｌ０の両端の基準点Ａ，Ｂに夫々
コーナープリズムと光源を有するターゲツトを据
え船台１上の基準点Ｄ，Ｃに置かれた自動追尾測
距測角儀を前記ターゲツトに対向させて設置す
る。従来の測角儀は測角精度が悪く、辺々測量の
方が距離精度が良いため、辺々測量にたよつてい
たが、前記自動追尾測距測角儀の測角部は近年エ
ンコーダが用いられ、その分割精度も向上してき
た。このため測角を利用することが実用的とな
り、コストも安くできるようになつたため、自動
追尾測角儀を用いたものである。そして前記Ｃ点
の自動追尾測距測角儀によりＣ，Ａ間の距離ｌ１
及び船台上の基線Ｃ，ＤとＡ点を視準したときの
方向角θ１が計測されＤ点の自動追尾測距測角儀
によりＤ，Ｂ間の距離ｌ２と基線Ｃ，ＤとＢ点を
視準したときの方向角θ２が計測される。

このとき座標原点をＡに定めたときＣ及びＤ点
の座標は下記の如く求まる。

Ｃ点の座標XC YCは XC＝l1cosα YC＝l1sinα Ｄ点の座標XD YDは XD＝l3cosβ YD＝l3sinβ 但し cosα＝l1²＋l0²−l4²／2l1l0 cosβ＝l3²＋l0²−l2²／2l3l0 l3²＝l1²＋l5²−2l1l5cosθ1 l4²＝l2²＋l5²−2l2l5cosθ2 方向角 tanγ＝YD−YC／XD−XC 即ちl₁，l₂は自動追尾測角儀の距離計測で計測
され、θ₁，θ₂は前記測角儀のエンコーダによつて
計測される。よつてl₃とl₄は計算で求めることが
でき、αとβは前記のcosαとcosβから求めるこ
とができ、Ｃ，Ｄの座標（X_C、Y_C）（X_D、Y_D）
を求めることができる。

又方向角tanγの式から基線に対し、どの程度
船台が傾いているかがわかるものである。

自動追尾についての実施例を示せば以下の通り
である。

前述せる自動追尾測距測角儀を第２図、第３
図、第４図について説明すると次の通りである。

第３図に於いて自動追尾測距測角儀のベース１
４上の柱１５の水平軸５に支架された自動追尾望
遠鏡３と光波距離計４とはその水平軸５と垂直軸
６により水平垂直面内で夫々回転自在の構造とす
る。

水平軸５にはウオーム歯車７が固定され、上記
歯車と噛み合うウオーム８が設けられ、高度駆動
用サーボモーター９により駆動される。

同様に垂直軸６には平歯車１０が取付けられ、
これと噛合う小歯車１１が設けられ、水平駆動サ
ーボモーター１２により駆動される。

又光波距離計４の中心上部に取付けられた自動
視準用望遠鏡３はその光軸が光波距離計の光軸と
平行になるようにして固定してある。追尾望遠鏡
３の対物レンズ１６の焦点面近傍には本特許の出
願人がすでに取得した「変位量測定装置」特許第
968463号の４分割受光素子１７を第３図、第４図
に示す如く配置し、４分割受光素子の水平方向の
変位信号は第４図に示す如くａ＋ｃとｂ＋ｄの差
を、垂直方向の変位信号はａ＋ｂとｃ＋ｄの差を
夫々スイツチング回路１８により分別して水平サ
ーボアンプ１９及び垂直サーボアンプ２０により
増巾して水平サーボモーター１２及び垂直サーボ
モーター９に供給して各出力信号が零になるよう
に追尾望遠鏡を目標方向に自動的に追尾視準させ
る。

一方陸上部に設置したターゲツトは第５図に示
すように測距用コーナープリズム２３を整準装置
２４上に回転自在に固着し、その上部に基準光源
装置２１をその光軸Ｐがコーナープリズム２３の
光軸P′と略平行となるようにして取付ける。

基準光源装置２１は集光対物レンズ２２の略焦
点面に発光源２５を置き、発射光を略平行又は僅
かに発散させて発射させるか対物レンズの前面に
シリンドリカルレンズを設けて光束を水平に拡げ
て発射させる。

基準光源装置Ａ，Ｂから発射させる光は各々の
光源装置に定められた周波数で変調しておけば船
台側からみて光源Ａ，Ｂを分別できるし、太陽光
等の自然光の影響を受けない。上記実施例では、
光源を陸上側に設けたが、光源は自動追尾測距測
角儀にあつてもよいことは当然である。なお出願
人は既に光源を光波距離計側に設けて自動視準さ
せることを特公昭57−7688公報で開示した。

以上の構成により光波距離計３は、船台の動揺
及び海水の流れによる移動があつても常にコーナ
ープリズムの方向を追尾する。

このとき本体１４の垂直回転軸６には角度エン
コーダー１３が装着されているから方向追尾に応
じて角度出力が同時に得られるものであり操作室
からの測定指令によつて常に距離と角度の測定値
を出力させることができる。これ等の測距測角信
号はコンピユーターにより前述せる座標方程式を
演算処理して刻々の船台位置の座標と方位角を算
出し、これをブラウン管又はプリンターに表示さ
せることができる。

尚船台が陸上部から300〜500ｍ離れ船台上の自
動視準方向精度が±1¹とすれば船台の位置決め精
度は略±20cmが得られる。

〔効果〕

本発明は前述せる如く２台の自動追尾測距測角
儀で船台の位置決めができるため、従来の船台位
置決めシステムと比べて精度はほとんど変ること
なくシステムが簡略化され、メインテナスが容易
となるばかりか計測コストを３割程度安くするこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を示す平面線図、第２図
は本発明に用いる自動追尾測距測角儀の原理図、
第３図は自動追尾光学系の拡大図、第４図は自動
追尾のブロツクダイヤグラム、第５図は光源と反
射プリズムからなるターゲツトの側面線図、第６
図は従来の方法を示す平面線図である。 Ａ，Ｂ……陸上の基準点、Ｃ，Ｄ……船台上の
基準点、ｌ１，ｌ２……距離、ｌ０，ｌ５……基
線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 陸上部に基線長ｌ０を有する基準点Ａ，Ｂを
   設けると共に、２つの基準点上にコーナープリズ
   ムと自動視準用光源とを一体に構成した装置を設
   け、海上の船台側の基線ｌ５の両端Ｃ，Ｄに自動
   追尾測距測角儀を設置して、Ｃ側の自動追尾測距
   測角儀は基準点Ａの光源を視準して∠ACDと距
   離ｌ１を常時自動計測可能とし、Ｄ側の自動追尾
   測距測角儀は基準点Ｂの光源を視準して∠BDC
   と距離ｌ２を自動計測可能として既知の基線ｌ
   ０，ｌ５と上記計測値の２辺２角を用いて船台上
   の測点Ｄ，Ｃの座標を計算すると共に計画座標値
   との偏差も同時計算して船台位置座標を表示させ
   ることを特徴とした船台位置決め方法。