JPH0961510A - Ｇｐｓによる位置検出装置 - Google Patents
Ｇｐｓによる位置検出装置Info
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- JPH0961510A JPH0961510A JP7212293A JP21229395A JPH0961510A JP H0961510 A JPH0961510 A JP H0961510A JP 7212293 A JP7212293 A JP 7212293A JP 21229395 A JP21229395 A JP 21229395A JP H0961510 A JPH0961510 A JP H0961510A
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- Japan
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- gps
- detecting device
- position detecting
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 可搬式位置測定用受信アンテナの設置を容易
化し、正確に測定する。 【解決手段】 測定点Ｐに立設された支柱２の上端部に
水平保持手段である２軸ジンバル４を介して受信アンテ
ナ５を取付け、支柱２の傾斜角および傾斜方向を検出す
る支柱傾斜検出手段３を設け、この傾斜検出手段３の検
出信号に基づいて受信アンテナ５と測定点Ｐの位置ずれ
を演算する傾き演算部７を設け、この傾き演算部７から
の位置補正値により、受信アンテナ４によるＧＰＳ計測
値を補正する位置補正部８を設けた。
化し、正確に測定する。 【解決手段】 測定点Ｐに立設された支柱２の上端部に
水平保持手段である２軸ジンバル４を介して受信アンテ
ナ５を取付け、支柱２の傾斜角および傾斜方向を検出す
る支柱傾斜検出手段３を設け、この傾斜検出手段３の検
出信号に基づいて受信アンテナ５と測定点Ｐの位置ずれ
を演算する傾き演算部７を設け、この傾き演算部７から
の位置補正値により、受信アンテナ４によるＧＰＳ計測
値を補正する位置補正部８を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、土木工事や建設工
事などに使用する測量に使用するためのＧＰＳによる位
置検出装置に関する。
事などに使用する測量に使用するためのＧＰＳによる位
置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】精密な位置を計測可能なＧＰＳ（Global
Positioning System ）による位置検出装置は、水平で
かつ位置が揺れなどで変化しないように設置する必要が
あるため、従来では支柱に直接ＧＰＳアンテナを取り付
け、アンテナ自体または支柱に水準器を取り付け、測定
値を確認しながら受信アンテナを水平に保持していた。
Positioning System ）による位置検出装置は、水平で
かつ位置が揺れなどで変化しないように設置する必要が
あるため、従来では支柱に直接ＧＰＳアンテナを取り付
け、アンテナ自体または支柱に水準器を取り付け、測定
値を確認しながら受信アンテナを水平に保持していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の場合、
受信アンテナを固定的に設置する場合には、設置調整は
一度ですむが、小型可搬式のＧＰＳ位置検出装置の場合
には、受信アンテナを移動しながらその都度仮設し、そ
の都度受信アンテナが水平かどうかを確認する必要があ
り、そのための仮設作業が煩雑で時間を要するという問
題があった。そしてこれらＧＰＳ位置検出装置の水平誤
差および支柱の傾斜による誤差は全て計測誤差の原因と
なっていた。
受信アンテナを固定的に設置する場合には、設置調整は
一度ですむが、小型可搬式のＧＰＳ位置検出装置の場合
には、受信アンテナを移動しながらその都度仮設し、そ
の都度受信アンテナが水平かどうかを確認する必要があ
り、そのための仮設作業が煩雑で時間を要するという問
題があった。そしてこれらＧＰＳ位置検出装置の水平誤
差および支柱の傾斜による誤差は全て計測誤差の原因と
なっていた。
【０００４】本発明のうち請求項１記載の発明は、上記
問題点を解決してＧＰＳアンテナを常に水平に保持でき
て、受信アンテナを支持する支柱に傾きがあっても、正
確な計測が可能なＧＰＳによる位置検出装置を提供する
ことを目的とする。
問題点を解決してＧＰＳアンテナを常に水平に保持でき
て、受信アンテナを支持する支柱に傾きがあっても、正
確な計測が可能なＧＰＳによる位置検出装置を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１記載の発明は、計測点に立設された
支柱の上端部に水平保持手段を介して受信アンテナを取
り付け、支柱の傾斜角および傾斜方向を検出する支柱傾
斜検出手段を設け、この傾斜検出手段の検出信号に基づ
いて受信アンテナと計測点の位置ずれを演算した位置補
正値により、受信アンテナによるＧＰＳ計測値を補正す
るように構成したものである。
に本発明の請求項１記載の発明は、計測点に立設された
支柱の上端部に水平保持手段を介して受信アンテナを取
り付け、支柱の傾斜角および傾斜方向を検出する支柱傾
斜検出手段を設け、この傾斜検出手段の検出信号に基づ
いて受信アンテナと計測点の位置ずれを演算した位置補
正値により、受信アンテナによるＧＰＳ計測値を補正す
るように構成したものである。
【０００６】上記構成において、「水平保持手段」と
は、受信アンテナを常に水平姿勢に保持することができ
る手段で、請求項２に記載の２軸ジンバルや請求項３に
記載の液体浮遊保持構造などが含まれる。
は、受信アンテナを常に水平姿勢に保持することができ
る手段で、請求項２に記載の２軸ジンバルや請求項３に
記載の液体浮遊保持構造などが含まれる。
【０００７】また「支柱の傾斜角および傾斜方向を検出
する支柱傾斜検出手段」とは、たとえばジャイロスコー
プなどの方位計および水平面に対する支柱の傾斜角を検
出する傾斜計を示す。
する支柱傾斜検出手段」とは、たとえばジャイロスコー
プなどの方位計および水平面に対する支柱の傾斜角を検
出する傾斜計を示す。
【０００８】上記構成によれば、ＧＰＳによる位置検出
装置を仮設する場合には、煩雑な計測などを必要とせ
ず、容易に設置することができ、たとえ設置面が凹凸面
や傾斜面であって支柱が傾斜することがあったとして
も、正確な計測位置を得ることができる。
装置を仮設する場合には、煩雑な計測などを必要とせ
ず、容易に設置することができ、たとえ設置面が凹凸面
や傾斜面であって支柱が傾斜することがあったとして
も、正確な計測位置を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】ここで、本発明に係る可搬式ＧＰ
Ｓによる位置検出装置の実施の形態を図１，図２に基づ
いて説明する。
Ｓによる位置検出装置の実施の形態を図１，図２に基づ
いて説明する。
【００１０】図１に示すように、計測点Ｐに設置部材１
を介して立設される支柱２には、傾斜検出手段３たとえ
ばジャイロスコープなどの方位計および水平面に対する
支柱の傾斜角を検出する傾斜計などからなる傾斜検出手
段３が設けられている。また支柱２の上端部には、水平
保持手段の一例である２軸ジンバル４を介して受信アン
テナ５が設けられている。また、受信アンテナ５により
受信された信号に基づいて受信アンテナ５の中心位置Ａ
を演算するＧＰＳ信号処理部６が設けられ、また傾斜検
出手段３の検出信号に基づいて補正値を演算する傾き演
算部７が設けられている。そしてＧＰＳ信号処理部６か
ら出力される計測位置信号を、傾き演算部７から出力さ
れる補正値に基づいて補正する位置補正部８が設けら
れ、位置補正部８からの出力値により表示されるデスプ
レイ装置やプリンターなどの表示部９が設けられてい
る。
を介して立設される支柱２には、傾斜検出手段３たとえ
ばジャイロスコープなどの方位計および水平面に対する
支柱の傾斜角を検出する傾斜計などからなる傾斜検出手
段３が設けられている。また支柱２の上端部には、水平
保持手段の一例である２軸ジンバル４を介して受信アン
テナ５が設けられている。また、受信アンテナ５により
受信された信号に基づいて受信アンテナ５の中心位置Ａ
を演算するＧＰＳ信号処理部６が設けられ、また傾斜検
出手段３の検出信号に基づいて補正値を演算する傾き演
算部７が設けられている。そしてＧＰＳ信号処理部６か
ら出力される計測位置信号を、傾き演算部７から出力さ
れる補正値に基づいて補正する位置補正部８が設けら
れ、位置補正部８からの出力値により表示されるデスプ
レイ装置やプリンターなどの表示部９が設けられてい
る。
【００１１】２軸ジンバル４は、支柱２の上端部に４本
の脚部材１１を介して支持リング１２が設置され、受信
アンテナ５の中心Ａを通る軸線上に配置された一対の第
１軸１３を介して中間リング１４が回動自在に支持され
ている。そして、この中間リング１４には、受信アンテ
ナ５の中心Ａを通りかつ第１軸１３に直交する軸線上に
配置された一対の第２軸１５を介して受信アンテナ５が
回動自在に支持されている。さらに、受信アンテナ５の
中心Ａを通りかつ第１軸１３と第２軸１５に直交する軸
線上に、受信アンテナ５を水平姿勢に保持するための重
錘１６が取付部材を介して設けられている。したがっ
て、支柱２が傾斜されることがあっても、受信アンテナ
５は重錘１６の作用で第１軸１３および第２軸１５を中
心に揺動されて常に水平姿勢に保持される。
の脚部材１１を介して支持リング１２が設置され、受信
アンテナ５の中心Ａを通る軸線上に配置された一対の第
１軸１３を介して中間リング１４が回動自在に支持され
ている。そして、この中間リング１４には、受信アンテ
ナ５の中心Ａを通りかつ第１軸１３に直交する軸線上に
配置された一対の第２軸１５を介して受信アンテナ５が
回動自在に支持されている。さらに、受信アンテナ５の
中心Ａを通りかつ第１軸１３と第２軸１５に直交する軸
線上に、受信アンテナ５を水平姿勢に保持するための重
錘１６が取付部材を介して設けられている。したがっ
て、支柱２が傾斜されることがあっても、受信アンテナ
５は重錘１６の作用で第１軸１３および第２軸１５を中
心に揺動されて常に水平姿勢に保持される。
【００１２】傾き演算部７では、図２に示すように、傾
斜検出手段３の方位計により検出され検出値と傾斜計に
より計測された検出値から、Ｎ−Ｓ方向のＸ軸とＥ−Ｗ
方向のＹ軸に対する傾斜方向の角度γまたは（９０−
γ）と、Ｘ軸上の鉛直面の投影傾斜角α、Ｙ軸上の鉛直
面の投影傾斜角βが演算される。そして、計測点Ｐを有
する水平面上における受信アンテナ５の中心Ａ′の投影
座標（ｘ，ｙ）が、Ｘ軸方向の位置ずれ量ｘおよびＹ軸
方向の位置ずれ量ｙとして下記の式および式により
演算される。ここで、Ｌは計測点Ｐからアンテナ中心Ａ
までの距離である。
斜検出手段３の方位計により検出され検出値と傾斜計に
より計測された検出値から、Ｎ−Ｓ方向のＸ軸とＥ−Ｗ
方向のＹ軸に対する傾斜方向の角度γまたは（９０−
γ）と、Ｘ軸上の鉛直面の投影傾斜角α、Ｙ軸上の鉛直
面の投影傾斜角βが演算される。そして、計測点Ｐを有
する水平面上における受信アンテナ５の中心Ａ′の投影
座標（ｘ，ｙ）が、Ｘ軸方向の位置ずれ量ｘおよびＹ軸
方向の位置ずれ量ｙとして下記の式および式により
演算される。ここで、Ｌは計測点Ｐからアンテナ中心Ａ
までの距離である。
【００１３】Ｘ軸および支柱２を含む平面Ｆｘにおい
て、 ｘ＝Ｌ・sin α… Ｙ軸および支柱２を含む平面Ｆｙにおいて、 ｙ＝Ｌ・sin β… 次いで位置補正部９では、ＧＰＳ受信部によって得られ
たアンテナ中心Ａの座標（ｘm ，ｙm ）がＸ，Ｙ軸方向
の位置ずれ量ｘ，ｙにより補正される。ここで、計測点
Ｐの位置座標をｘp ，ｙp とすると、下記の式および
式で表される。
て、 ｘ＝Ｌ・sin α… Ｙ軸および支柱２を含む平面Ｆｙにおいて、 ｙ＝Ｌ・sin β… 次いで位置補正部９では、ＧＰＳ受信部によって得られ
たアンテナ中心Ａの座標（ｘm ，ｙm ）がＸ，Ｙ軸方向
の位置ずれ量ｘ，ｙにより補正される。ここで、計測点
Ｐの位置座標をｘp ，ｙp とすると、下記の式および
式で表される。
【００１４】 Ｘp ＝ｘm −ｘ＝ｘm −Ｌ・sin α… Ｙp ＝ｙm −ｙ＝ｘm −Ｌ・sin β… となる。
【００１５】上記構成によれば、受信アンテナ５が２軸
ジンバル４により支持されることから、常に水平姿勢に
保持され、また支柱２が傾斜することがあっても、傾斜
検出手段３により受信アンテナ５の位置から計測点Ｐま
での位置ずれ量ｘ，ｙを演算してＧＰＳ受信部６で計測
された計測値を補正することができるので、このＧＰＳ
による位置検出装置の仮設を容易に行うことができ、仮
設条件の悪い地点であっても正確な計測値を得ることが
できる。
ジンバル４により支持されることから、常に水平姿勢に
保持され、また支柱２が傾斜することがあっても、傾斜
検出手段３により受信アンテナ５の位置から計測点Ｐま
での位置ずれ量ｘ，ｙを演算してＧＰＳ受信部６で計測
された計測値を補正することができるので、このＧＰＳ
による位置検出装置の仮設を容易に行うことができ、仮
設条件の悪い地点であっても正確な計測値を得ることが
できる。
【００１６】図３は水平保持手段の他の実施の形態を示
す。この実施の形態は、略半球体状の保持容器２１内に
オイルなどの液体２２を封入し、液体２２中に浮体２３
を浮遊させて回動自在に収容し、この浮体２３に受信ア
ンテナ２４を設けたものである。この浮体２３には上面
に受信アンテナ２４が配置されるとともに、下部に重錘
２５が内蔵され、浮体２３が保持容器２１の内面で構成
されるガイド面（ガイド手段）２１ａにより案内され
て、受信アンテナ２４を中心位置Ａを中心として任意に
揺動自在に収容される。したがって、支柱２が傾斜する
ことがあっても、液体２２中で浮体２３が揺動されて受
信アンテナ２４が水平姿勢に保持される。２６は受信ア
ンテナ２４からの計測信号を出力するリード線である。
この水平保持手段によれば、前記２軸シンバル４と同様
の効果を奏する。
す。この実施の形態は、略半球体状の保持容器２１内に
オイルなどの液体２２を封入し、液体２２中に浮体２３
を浮遊させて回動自在に収容し、この浮体２３に受信ア
ンテナ２４を設けたものである。この浮体２３には上面
に受信アンテナ２４が配置されるとともに、下部に重錘
２５が内蔵され、浮体２３が保持容器２１の内面で構成
されるガイド面（ガイド手段）２１ａにより案内され
て、受信アンテナ２４を中心位置Ａを中心として任意に
揺動自在に収容される。したがって、支柱２が傾斜する
ことがあっても、液体２２中で浮体２３が揺動されて受
信アンテナ２４が水平姿勢に保持される。２６は受信ア
ンテナ２４からの計測信号を出力するリード線である。
この水平保持手段によれば、前記２軸シンバル４と同様
の効果を奏する。
【００１７】図４は水平保持手段のさらに他の実施の形
態を示し、受信アンテナの揺動を減衰させて短時間で静
止させる減衰手段を設けたものである。すなわち、最初
の実施の形態において、受信アンテナ５の揺動を短時間
で減衰させて、設置後短時間で正確な計測を可能にする
ために、各脚部材１１と重錘１６との間にそれぞれ緩衝
装置３１を設けたものである。この緩衝装置３１は、受
信アンテナ５が固有振動数で共振振動して計測が不正確
になるのを防止するために取り付けられるもので、たと
えばゴムやバネスポンジなどの弾性体や、油圧ダンパー
などにより構成される。
態を示し、受信アンテナの揺動を減衰させて短時間で静
止させる減衰手段を設けたものである。すなわち、最初
の実施の形態において、受信アンテナ５の揺動を短時間
で減衰させて、設置後短時間で正確な計測を可能にする
ために、各脚部材１１と重錘１６との間にそれぞれ緩衝
装置３１を設けたものである。この緩衝装置３１は、受
信アンテナ５が固有振動数で共振振動して計測が不正確
になるのを防止するために取り付けられるもので、たと
えばゴムやバネスポンジなどの弾性体や、油圧ダンパー
などにより構成される。
【００１８】この実施の形態によれば、緩衝装置３１に
より、受信アンテナ２の揺動および振動を短時間で減衰
させることができるので、仮設後短時間で計測を開始す
ることができ正確な計測値が得られる。
より、受信アンテナ２の揺動および振動を短時間で減衰
させることができるので、仮設後短時間で計測を開始す
ることができ正確な計測値が得られる。
【００１９】なお、この緩衝装置３１を図３の実施の形
態に付加することもできる。
態に付加することもできる。
【００２０】
【発明の効果】以上に述べたごとく、請求項１記載の発
明によれば、ＧＰＳによる位置検出装置を仮設する場合
には、煩雑な計測などを必要とせず、容易に設置するこ
とができ、たとえ設置面に凹凸面や傾斜面で支柱が傾斜
することがあったとしても、正確な計測位置を得ること
ができる。
明によれば、ＧＰＳによる位置検出装置を仮設する場合
には、煩雑な計測などを必要とせず、容易に設置するこ
とができ、たとえ設置面に凹凸面や傾斜面で支柱が傾斜
することがあったとしても、正確な計測位置を得ること
ができる。
【００２１】また請求項２または３記載の発明によれ
ば、水平保持手段を容易に構成することができ、常時受
信アンテナを水平姿勢に保持することができる。
ば、水平保持手段を容易に構成することができ、常時受
信アンテナを水平姿勢に保持することができる。
【００２２】さらに請求項４の発明によれば、緩衝装置
により受信アンテナが固有振動数で共振振動して計測が
不正確になるのを防止することができ、受信アンテナの
揺動を短時間で静止させて、設置後短時間で計測を開始
することができる。
により受信アンテナが固有振動数で共振振動して計測が
不正確になるのを防止することができ、受信アンテナの
揺動を短時間で静止させて、設置後短時間で計測を開始
することができる。
【図１】本発明に係るＧＰＳによる位置計測装置の実施
の形態を示す斜視図である。
の形態を示す斜視図である。
【図２】同ＧＰＳによる位置計測装置の位置ずれ補正の
説明図である。
説明図である。
【図３】水平保持手段の他の実施の形態を示す側面断面
図である。
図である。
【図４】水平保持手段のさらに他の実施の形態を示す側
面断面図である。
面断面図である。
１ 設置部材 ２ 支柱 ３ 傾斜検出手段 ４ ２軸ジンバル ５ 受信アンテナ ６ ＧＰＳ信号処理部 ７ 傾き演算部 ８ 位置補正部 ９ 表示部 １３ 第１軸 １５ 第２軸 １６ 重錘 ２１ 保持容器 ２１ａ ガイド面 ２２ 液体 ２３ 浮体 ２４ 受信アンテナ ３１ 緩衝装置
Claims (4)
- 【請求項１】 計測点に立設された支柱の上端部に水平
保持手段を介して受信アンテナを取り付け、支柱の傾斜
角および傾斜方向を検出する支柱傾斜検出手段を設け、
この傾斜検出手段の検出信号に基づいて受信アンテナと
計測点の位置ずれを演算した位置補正値により、受信ア
ンテナによるＧＰＳ計測値を補正するように構成したこ
とを特徴とするＧＰＳによる位置検出装置。 - 【請求項２】 水平保持手段を、互いに直交する２軸を
介してそれぞれ回動自在に支持する２軸ジンバルと、中
心線に沿って受信アンテナに垂下された重錘とで構成し
たことを特徴とする請求項１記載のＧＰＳによる位置検
出装置。 - 【請求項３】 水平保持手段を、液体が封入された容器
と、受信アンテナが装備されて容器内で液体中に浮遊さ
れる浮体と、この浮体を受信アンテナを中心として回動
自在に案内するガイド部材と、浮体の底部に設けられて
受信アンテナを水平に保持する重錘とで構成したことを
特徴とする請求項１記載のＧＰＳによる位置検出装置。 - 【請求項４】 受信アンテナの揺動を減衰させて短時間
で静止させる減衰手段を設けた請求項１または２記載の
ＧＰＳによる位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7212293A JPH0961510A (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | Ｇｐｓによる位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7212293A JPH0961510A (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | Ｇｐｓによる位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961510A true JPH0961510A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16620194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7212293A Pending JPH0961510A (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | Ｇｐｓによる位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0961510A (ja) |
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-
1995
- 1995-08-22 JP JP7212293A patent/JPH0961510A/ja active Pending
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