JPH10282212A - Ｇｐｓ用測量装置及びｇｐｓを用いた測量方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】観測点の周囲に背の高い障害物が存在する場合
においてもＧＰＳ測量を利用できるようにする。 【解決手段】本発明のＧＰＳ用測量装置１は、ＧＰＳア
ンテナ９が取り付けられたアンテナ取付体２と、該アン
テナ取付体を高所作業車３の昇降部位であるブーム４に
連結する連結機構５と、アンテナ取付体２の鉛直下方に
位置する基準点に設置され位置合わせ用レーザ及び光波
距離計からの光を所望の測量点に配置されたターゲット
１１に向けて水平方向に反射させる回転プリズム６と、
該回転プリズムの基準方向を定めるジャイロコンパス７
と、測量点であるターゲット１１の座標を算出するパー
ソナルコンピュータ８とから概ね構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるＧＰＳ測
量で使用するＧＰＳ用測量装置及びＧＰＳを用いた測量
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＧＰＳ衛星からの電波信号を受信するこ
とによって自分自身の位置を求めることができる測位シ
ステムは、航空機等の動体のナビゲーション（航法支
援）や時刻情報の提供を目的として開発されたが、現在
では、測量分野においても広く利用されている。

【０００３】特に、干渉測位方式を用いたＧＰＳ測量
は、２点間の相対的な位置関係を高精度に求めることが
可能であり、観測点間の視通を要しない、天候に左右さ
れない、超長距離の観測が可能である等の特徴を有する
ことから画期的な測量方法として大いに注目されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、ＧＰＳ測量を
行う際、上述したように、観測点間が互いに見通せる必
要はない代わりに、当然のことながらＧＰＳ衛星と各観
測位置との間には障害物があってはならないという制約
がある。

【０００５】そのため、例えば、林間に位置する地点を
ＧＰＳで測量しようとしても、木や林が障害物となって
ＧＰＳ衛星からの電波を受信することができず、結果と
して、ＧＰＳ測量が不可能になるという問題を生じてい
た。

【０００６】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、観測点の周囲に林等の背の高い障害物が存在
する場合においてもＧＰＳ測量が可能なＧＰＳ用測量装
置及びＧＰＳを用いた測量方法を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のＧＰＳ用測量装置は請求項１に記載したよ
うに、ＧＰＳアンテナ、位置合わせ用レーザ及び光波距
離計が取り付けられたアンテナ取付体と、前記位置合わ
せ用レーザの照射方向及び前記光波距離計の測距方向が
鉛直下方を向くように前記アンテナ取付体を姿勢保持自
在に高所作業車等の昇降部位に連結する連結機構と、前
記アンテナ取付体の鉛直下方に位置する基準点に設置さ
れ前記位置合わせ用レーザ及び前記光波距離計からの光
を所望の測量点に配置されたターゲットに向けて水平方
向に反射させる回転プリズムと、該回転プリズムの基準
方向を定めるジャイロコンパスと、前記測量点の座標を
算出する演算手段とからなり、該演算手段は、前記ＧＰ
Ｓアンテナで受信されたＧＰＳ電波を用いて算出された
前記アンテナ取付体の座標の鉛直成分から前記アンテナ
取付体から前記基準点までの鉛直距離を差し引いて前記
基準点における座標とし、前記アンテナ取付体から前記
回転プリズムを経由して前記測量点に至る経路長さを前
記光波距離計により計測するとともに該経路長さから前
記鉛直距離を差し引いて前記基準点と前記測量点との水
平距離を算出し、該水平距離及び前記基準方向からの前
記回転プリズムの方向角データ並びに前記基準点の座標
を用いて前記測量点の座標を特定するようになっている
ものである。

【０００８】また、本発明のＧＰＳ用測量装置は、前記
アンテナ取付体の下面に球状凸面を設けて該球状凸面を
前記連結機構に形成された球状凹面上に載せることによ
って、前記アンテナ取付体を前記球状凹面にて摺動自在
に支持するとともに、前記アンテナ取付体の下方に姿勢
保持用の錘を設けたものである。

【０００９】また、本発明のＧＰＳ用測量装置は、前記
アンテナ取付体を互いに平行でない２つの軸線廻りに回
転させる回転駆動手段を前記連結機構に設けるととも
に、前記アンテナ取付体に取り付けられた姿勢計測手段
の計測データを用いて前記回転駆動手段を駆動制御する
制御手段を備えたものである。

【００１０】また、本発明のＧＰＳを用いた測量方法は
請求項４に記載したように、ＧＰＳアンテナをその鉛直
下方位置に基準点がくるように位置合わせされた状態で
所定の空中位置に保持し、前記ＧＰＳアンテナで受信さ
れたＧＰＳ電波を用いて前記空中位置の座標を算出し、
該空中位置と前記基準点との鉛直距離を計測し、該鉛直
距離を前記空中位置の座標の鉛直成分から差し引いて前
記基準点の座標を算出するものである。

【００１１】また、本発明のＧＰＳを用いた測量方法
は、前記ＧＰＳアンテナから前記基準点を経由して所定
の測量点に至る経路長さを計測し、該経路長さから前記
鉛直距離を差し引いて前記基準点と前記測量点との水平
距離を算出し、該水平距離及び前記基準点から前記測量
点に向かう方向の方向角並びに前記基準点の座標を用い
て前記測量点の座標を特定するものである。

【００１２】また、本発明のＧＰＳを用いた測量方法
は、前記基準点を二箇所設定し、該基準点のうち、一方
の基準点から他方の基準点を視準した後、所望の測量点
を視準することで該測量点の座標を求めるものである。

【００１３】また、本発明のＧＰＳを用いた測量方法
は、前記基準点から前記ＧＰＳアンテナを視準した後、
所望の測量点を視準することで該測量点の座標を求める
ものである。

【００１４】また、本発明のＧＰＳを用いた測量方法
は、ＧＰＳアンテナを相異なる２つの空中位置にて保持
し、該ＧＰＳアンテナで受信されたＧＰＳ電波を用いて
前記２つの空中位置の座標をそれぞれ計測し、前記ＧＰ
Ｓアンテナを前記２つの空中位置に保持された状態にて
所定の基準点から順次視準することにより該基準点の座
標を算出し、しかる後に所望の測量点を視準することで
該測量点の座標を求めるものである。

【００１５】本発明のＧＰＳ用測量装置及びＧＰＳを用
いた測量方法においては、まず、ＧＰＳアンテナでＧＰ
Ｓ電波を受信することができるよう、周囲の木や林が障
害物とならない高さまで高所作業車等の昇降部位を上昇
させる。

【００１６】ここで、昇降部位の上昇作業と並行してあ
るいは該作業と前後して、ＧＰＳアンテナと基準点との
位置合わせを行う。すなわち、アンテナ取付体に備えら
れた位置合わせ用レーザを作動させてレーザ光を照射
し、該レーザ光が基準点に設置された反射板に照射され
るように昇降部位の水平位置を調整する。

【００１７】ここで、位置合わせ用レーザを取り付けた
アンテナ取付体は、該レーザの照射方向が鉛直下方を向
くように連結機構によって姿勢が保持されるので、位置
合わせ用レーザから照射されたレーザ光は、高所作業車
等の昇降部位や連結機構の姿勢にかかわらず常に鉛直下
方に照射されることとなり、基準点の水平座標成分は、
レーザ光照射位置の水平座標成分に等しくなる。

【００１８】位置合わせが完了したならば、アンテナ取
付体と基準点との鉛直距離を光波距離計で計測するとと
もにＧＰＳアンテナで受信されたＧＰＳ電波を用いて該
ＧＰＳアンテナが保持されている空中位置での座標を演
算手段で算出する。そして、その位置の水平座標成分を
基準点における水平座標成分とするとともに、該位置で
の鉛直座標成分から光波距離計で計測された鉛直距離を
差し引くことによって基準点における鉛直座標成分を算
出する。

【００１９】位置合わせ用レーザや光波距離計について
は任意の形式のものを使用することが可能であり、両方
の機能を兼ね備えたものを使用してもよい。

【００２０】アンテナ取付体については、ＧＰＳアンテ
ナ、位置合わせ用レーザ及び光波距離計が一体に固定で
きるものであればどのような構造形式でもよい。

【００２１】連結機構については、位置合わせ用レーザ
の照射方向及び光波距離計の測距方向が鉛直下方を向く
ようにアンテナ取付体の姿勢を保持できるものであれば
いかなるものでもよいが、アンテナ取付体の下面に球状
凸面を設けて該球状凸面を連結機構に形成された球状凹
面上に載せることによって、アンテナ取付体を球状凹面
にて摺動自在に支持するとともに、前記アンテナ取付体
の下方に姿勢保持用の錘を設けるようにすれば、比較的
簡易な構造でアンテナ取付体を鉛直に姿勢保持すること
ができる。

【００２２】また、アンテナ取付体を互いに平行でない
２つの軸線廻りに回転させる回転駆動手段を上述の連結
機構に設けるとともに、アンテナ取付体に取り付けられ
た姿勢計測手段の計測データを用いて回転駆動手段を駆
動制御する制御手段を備えるようにすれば、アンテナ取
付体の姿勢を高精度に制御することが可能となる。

【００２３】回転駆動手段としては、油圧、空気圧、電
動等任意の駆動形式から適宜選択することが可能であ
り、例えば電動、特にサーボモータやステッピングモー
タを選択することができる。また、姿勢計測手段につい
ても、静電容量式の傾斜計やレーザジャイロ等の計測手
段から任意に選択することができる。

【００２４】基準点における座標が算出されたならば、
今度は、該座標を利用して基準点から離れた地点にある
測量点を計測する。

【００２５】ここで、測量点の計測に回転プリズム及び
ジャイロコンパスを使用するのであれば、まず、基準点
に設置された回転プリズムで位置合わせ用レーザからの
光を水平方向に反射させ、該光が所望の測量点に配置さ
れたターゲットに照射されるように回転プリズムの回転
角度を位置合わせする。そして、かかる回転角度にて光
波距離計からの光を回転プリズムで同様に反射させてタ
ーゲットに当てることにより、光波距離計から回転プリ
ズムを経由して測量点のターゲットに至る経路長さを測
距する。なお、回転プリズムの回転角度を計測する基準
となる方向については、予めジャイロコンパスによって
定めておく。

【００２６】次に、上述の経路長さから鉛直距離を差し
引いて基準点と測量点との水平距離を演算手段で算出す
る。そして、該水平距離及び基準方向からの回転プリズ
ムの方向角データ並びに基準点の座標を用いて測量点の
座標を特定する。

【００２７】基準点における座標を利用して該基準点か
ら離れた地点にある測量点を回転プリズム及びジャイロ
コンパスを使用せずに計測する第１の方法としては、か
かる基準点を二箇所設定し、該基準点のうち、一方の基
準点から他方の基準点を視準した後、所望の測量点を視
準することで該測量点の座標を求める。

【００２８】基準点における座標を利用して該基準点か
ら離れた地点にある測量点を回転プリズム及びジャイロ
コンパスを使用せずに計測する第２の方法としては、基
準点からＧＰＳアンテナを視準した後、所望の測量点を
視準することで該測量点の座標を求める。

【００２９】また、本発明のＧＰＳを用いた測量方法に
おいては、まず、ＧＰＳアンテナを所定の空中位置にて
保持し、該ＧＰＳアンテナで受信されたＧＰＳ電波を用
いてその空中位置での座標を計測するとともに、基準点
から該空中位置にあるＧＰＳアンテナを視準する。

【００３０】次に、ＧＰＳアンテナを移動して別の空中
位置にて保持し、該空中位置での座標を計測するととも
に、同じ基準点から移動後のＧＰＳアンテナを視準す
る。

【００３１】次に、既知点となった２箇所の空中位置を
視準した結果を用いて基準点の座標を算出し、次いで、
該基準点から所望の測量点を視準することによって該測
量点の座標を算出する。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＧＰＳ用測量
装置及びＧＰＳを用いた測量方法の実施の形態につい
て、添付図面を参照して説明する。

【００３３】（第１実施形態）図１は、本実施形態に係
るＧＰＳ用測量装置を示した全体図である。同図でわか
るように、本実施形態のＧＰＳ用測量装置１は、ＧＰＳ
衛星１０からの電波を受信するためのＧＰＳアンテナ９
が取り付けられたアンテナ取付体２と、該アンテナ取付
体を高所作業車３の昇降部位であるブーム４に連結する
連結機構５と、アンテナ取付体２の鉛直下方に位置する
基準点に設置されアンテナ取付体２に内蔵された後述す
る位置合わせ用レーザ及び光波距離計からの光を所望の
測量点に配置されたターゲット１１に向けて水平方向に
反射させる回転プリズム６と、該回転プリズムの基準方
向を定めるジャイロコンパス７と、測量点であるターゲ
ット１１の座標を算出する演算手段としてのパーソナル
コンピュータ８とから概ね構成され、高所作業車３に
は、かかるジャイロコンパス７やパーソナルコンピュー
タ８のほかにＧＰＳアンテナ９で受信されたＧＰＳ電波
を用いてアンテナ取付体２の位置を測量するＧＰＳコン
トローラ１２を搭載してある。

【００３４】連結機構５は、図２でよくわかるように、
ブーム４の先端に固定されたＬ状の固定台２１と、該固
定台に連結されたコの字状の可動支持部材２２とから概
ね構成され、固定台２１に内蔵された回転駆動手段とし
てのサーボモータ２３で可動支持部材２２を軸線２４の
回りに回動させるとともに、可動支持部材２２に内蔵さ
れた回転駆動手段としてのサーボモータ２５でアンテナ
取付体２を軸線２４に直交する軸線２６の回りに回動さ
せるようになっている。

【００３５】アンテナ取付体２には、図３でよくわかる
ように位置合わせ用レーザとしての半導体レーザ３１及
び光波距離計３２を内蔵してあり、それらは、ＧＰＳア
ンテナ９が鉛直上方を向く位置にて該レーザの照射方向
及び該距離計の測距方法が鉛直下方を向くように配設し
てある。そして、アンテナ取付体２を位置合わせする
際、半導体レーザ３１から出たレーザ光は、地上の基準
点に設置されたターゲット３３に位置合わせされるとと
もに、光波距離計３２から出た光は、該ターゲットに貼
り付けられた光波距離計用反射シート３４に当たって反
射するようになっている。

【００３６】また、アンテナ取付体２には、ＧＰＳアン
テナ９及び半導体レーザ３１を通るラインが鉛直になっ
たときを基準としてアンテナ取付体２の姿勢を計測する
姿勢計測手段としての二軸傾斜計３５、３６を取り付け
てあり、可動支持部材２２には、図２でわかるように該
二軸傾斜計の計測データを用いてサーボモータ２３、サ
ーボモータ２５を駆動制御する制御手段としてのコント
ローラ２７を内蔵してある。なお、二軸傾斜計３５は、
±１０゜程度、二軸傾斜計３６は±３゜程度の誤差範囲
で計測が可能なものを適宜選択するのがよい。傾斜計と
しては、例えば静電容量式のものを用いることができ
る。

【００３７】回転プリズム６は、高所作業車３に固定さ
れる台座４２と、該台座内に設置された高さ調整用油圧
シリンダ４３と、該シリンダのピストンロッド４４に取
り付けられたケーシング４５と、該ケーシング内に内蔵
されたサーボモータ４６と、該サーボモータに回転駆動
される駆動軸４７と、該駆動軸の回転角度を計測する回
転検出計４８と、駆動軸４７の先端に固定されたプリズ
ム本体４１とからなり、回転検出計４８は、ジャイロコ
ンパス７で定められた基準方向からのプリズム本体４１
の回転角度を出力するようになっている。

【００３８】図５は、本実施形態のＧＰＳ用測量装置の
ブロック図を示したものである。同図でわかるように、
パーソナルコンピュータ８には、ＧＰＳコントローラ１
２を介してＧＰＳアンテナ９に接続してあり、該アンテ
ナで受信され該コントローラで演算されたアンテナ取付
体２の座標データが入力されるようになっている。

【００３９】また、パーソナルコンピュータ８には、図
示しないコントローラを介して回転プリズム６のサーボ
モータ４６及び回転検出計４８並びに高所作業車の操作
室に設置されたジャイロコンパス７を接続してあり、基
準方向に対するプリズム本体４１の方向角を算出するこ
とができるとともに、プリズム本体４１が所望の回転角
度を向くようにサーボモータ４６を駆動制御できるよう
になっている。

【００４０】次に、本実施形態のＧＰＳ用測量装置１を
用いて測量点であるターゲット１１の座標を求める手順
について説明する。まず、高所作業車３を適当な位置に
設置して該作業車のブーム４を伸ばし、先端に取り付け
たアンテナ取付体２を上昇させる。必要な上昇高さとし
ては、ＧＰＳ衛星１０からの電波を受信するのに周囲の
林１３が障害物とならないように適宜設定する。

【００４１】次に、基準点に設置された回転プリズム６
をいったん取り外し、あるいは回転プリズム６の直上に
ターゲット３３を設置する。そして、アンテナ取付体２
に備えられた半導体レーザ３１を作動させてレーザ光を
照射し、該レーザ光がターゲット３３に当たるようにア
ンテナ取付体２の位置合わせを行うが、かかる位置合わ
せを行う際、アンテナ取付体２の姿勢を自動制御してレ
ーザ光の照射方向を鉛直下方に向ける。

【００４２】すなわち、アンテナ取付体２に取り付けた
二軸傾斜計３５、３６で該アンテナ取付体の姿勢を計測
し、該計測データを制御量としてコントローラ２７で各
サーボモータ２３、２５を駆動制御する。そして、可動
支持部材２２、アンテナ取付体２をそれぞれ軸線２４、
２６の回りに必要なだけ必要な方向に回転させ、半導体
レーザ３１の照射方向を鉛直下方を向ける。

【００４３】このようにレーザ光を鉛直下方に照射した
状態で、該レーザ光が基準点のターゲット３３の所定ポ
イントに照射されるようにアンテナ取付体２の位置合わ
せを行う。なお、アンテナ取付体２の位置合わせは、ブ
ーム４の伸縮あるいは旋回動作によって行うことができ
る。

【００４４】位置合わせが完了したならば、ＧＰＳアン
テナ９及びＧＰＳコントローラ１２で受信されたＧＰＳ
電波を用いてアンテナ取付体２の座標をパーソナルコン
ピュータ１８で解析し、その位置を特定する。ここで、
ＧＰＳ電波を用いた測量方法については、公知の観測方
式から例えば、キネマティック方式と呼ばれる観測方式
を採用すればよい。すなわち、別の場所に図示しないＧ
ＰＳ受信機を設置して固定局とするとともに本実施形態
のＧＰＳ用測量装置１を移動局とみなしてＧＰＳ測量を
行う。

【００４５】また、光波距離計３２を作動させて基準
点、すなわちターゲット３３との距離を計測し、これを
アンテナ取付体２と基準点との鉛直距離Ｈとする。

【００４６】次に、ターゲット３３を取り外して回転プ
リズム６を使用可能な状態とする。そして、ＧＰＳによ
って求めたアンテナ取付体２の座標（ｘ、ｙ、ｚ）の水
平座標成分ｘ、ｙを基準点における水平座標成分ｘ、ｙ
とするとともに、該位置での鉛直座標成分ｚから光波距
離計３２で計測された鉛直距離Ｈを差し引くことによっ
て基準点における鉛直座標成分（ｚ―Ｈ）を算出し、基
準点座標（ｘ、ｙ、ｚ―Ｈ）を求める。ＧＰＳアンテナ
９と半導体レーザ３１若しくは光波距離計３２との相対
位置関係が無視できない場合には、これを適宜考慮す
る。

【００４７】基準点における座標（ｘ、ｙ、ｚ―Ｈ）が
算出されたならば、今度は、該座標を利用してターゲッ
ト１１が設置された測量点を計測する。

【００４８】すなわち、回転プリズム６で位置合わせ用
レーザ３１からの光を水平方向に反射させ、該光が所望
の測量点に配置されたターゲット１１に照射されるよう
に回転プリズム６の回転角度を位置合わせする。そし
て、かかる回転角度にて光波距離計３２からの光を回転
プリズム６で同様に反射させてターゲット１１に当てる
ことにより、光波距離計３２から回転プリズム６を経由
して測量点のターゲット１１に至る経路長さを測距す
る。そして、かかる経路長さから鉛直距離Ｈを差し引い
て基準点と測量点との水平距離Ｌを算出する。

【００４９】一方、回転プリズム６に内蔵された回転検
出計４８の検出データを用いて基準方向、例えば真北に
対する方向角φをパーソナルコンピュータ８で演算す
る。

【００５０】方向角φを演算する手順としては、回転プ
リズム６を通るように高所作業車３上に設定された基準
軸の真北に対する方位をジャイロコンパス７が指し示す
ように該ジャイロコンパスを予め初期調整しておく。そ
して、かかる基準軸の方向に回転プリズムが向けられた
ときの回転位置を基準として回転プリズム６の回転角度
を計測するようにすれば、先に求めておいたジャイロコ
ンパス７の指示値との演算によって真北に対する方向角
φを求めることができる。

【００５１】次に、水平距離Ｌ及び方向角φ並びに基準
点座標（ｘ、ｙ、ｚ―Ｈ）を用いてパーソナルコンピュ
ータ８で測量点の座標（ｘ＋Ｌｃｏｓφ、ｙ＋Ｌｓｉｎ
φ、ｚ―Ｈ）を演算する。

【００５２】以上説明したように、本実施形態に係るＧ
ＰＳ用測量装置１及びＧＰＳを用いた測量方法によれ
ば、ＧＰＳアンテナ９が取り付けられたアンテナ取付体
２を連結機構５を介してブーム４の先端に取り付け、該
アンテナ取付体に取り付けられた半導体レーザ３１の照
射方向が鉛直下方を向くようにアンテナ取付体２の姿勢
を自動制御するようにしたので、高所作業車３を設置し
た地盤面の傾斜やブーム４の角度あるいは連結機構５の
姿勢にかかわらず、レーザ光は、ＧＰＳアンテナ９の鉛
直下方位置を正確に示すこととなる。そのため、レーザ
光を基準点に位置合わせしておけば、ＧＰＳ測量で得ら
れた水平座標位置を該基準点の水平座標成分とすること
が可能となる。

【００５３】また、光波距離計３２の測距方向も半導体
レーザ３１と同様、鉛直下方に向けられるので、該距離
計で計測された鉛直距離は、アンテナ取付体２と基準点
との鉛直距離を正確に示すこととなる。そのため、ＧＰ
Ｓ測量で得られた鉛直座標位置から光波距離計３２で計
測した鉛直距離を差し引くことによって基準点の鉛直座
標成分を容易に算出することが可能となる。

【００５４】また、基準点に回転プリズム６を設置し、
該回転プリズムからアンテナ取付体２からのレーザ光あ
るいは測距用の光を測量点に設置したターゲット１１に
向けて反射させるようにしたので、アンテナ取付体直下
の基準点から離れたところにある任意の場所までの経路
長さを測定することが可能となる。

【００５５】かくして、地表面上方に配置されたＧＰＳ
アンテナ９と地表面近傍に設定された任意の測量点との
位置関係をＧＰＳアンテナ直下の基準点を介して正確に
関連づけることが可能となり、従来であれば、基準点や
測量点の周囲に障害物が存在するためにＧＰＳ測量が不
可能なケースであっても、本実施形態によれば、ＧＰＳ
測量を行い該測量で得られたデータを用いて基準点及び
測量点における座標値を容易かつ正確に求めることがで
きる。そして、ＧＰＳ電波を受信できない地点において
も、より少ない人員でより精度の高い測量を行うことが
できるというＧＰＳ測量の長所を享受することが可能と
なる。

【００５６】また、本実施形態によれば、連結機構５に
サーボモータ２３、２５を内蔵するとともに、該サーボ
モータを二軸傾斜計で得られたデータを制御量として駆
動制御するようにしたので、アンテナ取付体２を高い精
度で姿勢制御することが可能となり、ＧＰＳ測量で得ら
れた座標値を、該座標値の精度を落とすことなく地表面
における座標値に変換することが可能となる。

【００５７】本実施形態では、高所作業車の伸縮ブーム
先端を昇降部位としたが、昇降部位をどのように選択す
るかは任意であり、本発明のアンテナ取付体２を連結機
構５を介して空中にて支持できるものであれば、例えば
屈伸ブーム形でもよいし、いわゆる高所作業車でなくて
も、一般的なクレーンを使用してもよいことは言うまで
もない。

【００５８】また、本実施形態では、林間での適用につ
いて説明したが、これ以外にも例えばビルの谷間に挟ま
れた場所を測量する場合にも本発明を適用することがで
きる。

【００５９】また、本実施形態では、水平方向の位置合
わせをアンテナ取付体の上昇作業終了後に行うようにし
たが、これに代えて、上昇作業と並行して行ってもよい
し、まずは水平方向の位置合わせを行い、しかる後に高
所作業車の鉛直昇降機能を利用してアンテナ取付体を鉛
直に上昇させるようにしてもよい。

【００６０】また、本実施形態では、位置合わせ用レー
ザと光波距離計とを別々の機器としたが、それらの機能
を兼ね備えた機器を使用するようにしてもよい。

【００６１】また、本実施形態では、連結機構に内蔵さ
れたサーボモータを駆動制御することによってアンテナ
取付体の姿勢を鉛直に保持するように構成したが、回転
駆動手段として、例えばフィードバック制御を行わない
ステッピングモータを用いてもよいことは言うまでもな
い。さらに言えば、このような回転駆動手段を連結手段
に備えることは必ずしも必要ではなく、要するに、位置
合わせ用レーザの照射方向及び光波距離計の測距方向が
鉛直下方を向くようにアンテナ取付体の姿勢を保持でき
るものであればいかなるものでもよい。

【００６２】図７は、かかる変形例を示した断面図であ
る。同図でわかるように、変形例に係るＧＰＳ用測量装
置５１は、ＧＰＳアンテナ９が取り付けられたアンテナ
取付体５２の下面に円形開口５６が中央に形成された球
状凸面５３を設けてあるとともに、固定台２１に固定さ
れた連結機構としての台座５４の上面に球状凹面５５を
形成して該凹面上にアンテナ取付体５２の球状凸面５３
を載せてある。また、円形開口５６の開口縁部には姿勢
保持用の錘５７を取り付けてある。

【００６３】かかる変形例においては、アンテナ取付体
５２が台座５４の球状凹面５５上にて摺動自在に支持さ
れているので、該アンテナ取付体は、同図(b)に示すよ
うにブーム２の角度が変化してもその姿勢が鉛直に保持
される。なお、錘５７は、アンテナ取付体５２が台座５
４から脱落するのを防止するガイドの役割も果たす。

【００６４】そのため、かかる変形例においては、上述
した実施形態とほぼ同様の作用効果を奏するほか、比較
的簡易な構造でアンテナ取付体を鉛直に姿勢保持するこ
とができるという別の効果も奏する。

【００６５】また、本実施形態では、基準点から離れた
地点にある測量点を回転プリズム及びジャイロコンパス
を使用して測量するようにしたが、かかる測量方法に代
えて、図８に示すように、２つの基準点６１、６２にお
ける座標を上述の実施形態と同様の手順で算出し、次い
で、一方の基準点６２に設置されたトータルステーショ
ン６４から他方の基準点６１に据え付けられたターゲッ
ト６３を視準した後、所望の測量点６５に据え付けられ
たターゲット６６を視準することで該測量点の座標を求
めるようにしてもよい。

【００６６】また、図９に示すように、上述の実施形態
と同様の手順で基準点７１の座標を求めた後、該基準点
にトータルステーション７２を据え付け、かかるトータ
ルステーションから既知点であるアンテナ取付体２に取
り付けたターゲット７３を視準した後、所望の測量点７
４に据え付けられたターゲット７５を視準することで該
測量点の座標を求めるようにしてもよい。

【００６７】（第２実施形態）次に、第２実施形態に係
るＧＰＳを用いた測量方法について説明する。

【００６８】図１０は、第２実施形態に係るＧＰＳを用
いた測量方法の手順を示した概略斜視図である。本実施
形態に係る測量方法においては、図示しないＧＰＳ衛星
からの電波を受信するためのＧＰＳアンテナ９が取り付
けられたアンテナ取付体８１を図示しない高所作業車の
ブーム４の先端に取り付けてあり、ＧＰＳ電波を受信で
きる高さになるまでブーム４を伸ばしてアンテナ取付体
８１を上昇させる。そして、該アンテナ取付体をまずは
空中位置Ａにて保持し、該位置での座標を計測する。

【００６９】なお、本実施形態の測量方法を実施するに
あたっては、ＧＰＳアンテナ９のほかに、第１実施形態
で説明したＧＰＳコントローラ１２やパーソナルコンピ
ュータ８と同様の機器が必要であるが、その内容につい
ては上述の実施形態とほぼ同様であるので、ここでは詳
細な説明は省略する。また、ここで言うアンテナ取付体
８１は、ＧＰＳアンテナ９を保持できるものであればい
かなる構成でもよく、第１実施形態のように半導体レー
ザ３１や光波距離計３２を内蔵している必要はない。

【００７０】空中位置Ａでの座標が計測されたならば、
地表近傍にある任意の基準点８３にトータルステーショ
ン８４を据え付け、該トータルステーションで空中位置
Ａで保持されているアンテナ取付体８１のターゲット８
２を視準する。

【００７１】次に、図示しない高所作業車の移動あるい
はブーム４の旋回によってアンテナ取付体８１を空中位
置Ｂに移動し、該空中位置での座標を計測するととも
に、同じ基準点８３に設置されたトータルステーション
８４から空中位置Ｂに保持されているアンテナ取付体８
１のターゲット８２を視準する。

【００７２】既知点である２箇所の空中位置Ａ、Ｂを任
意の基準点８３にて順次視準したならば、それらの視準
結果を用いて基準点８３の座標を算出し、しかる後に所
望の測量点８５に据え付けられたターゲット８６を視準
することによって該測量点の座標を算出する。

【００７３】以上説明したように、本実施形態に係るＧ
ＰＳを用いた測量方法によれば、ＧＰＳアンテナ９が取
り付けられたアンテナ取付体８１を相異なる二つの空中
位置にて保持し、各位置にて地表の任意の基準点から順
次視準して該基準点の座標を算出した後、かかる基準点
から任意の測量点を視準することによって該測量点の座
標を算出するようにしたので、従来であれば、基準点や
測量点の周囲に障害物が存在するためにＧＰＳ測量が不
可能なケースであっても、本実施形態によれば、ＧＰＳ
測量を行い該測量で得られたデータを用いて基準点及び
測量点における座標値を容易かつ正確に求めることがで
きる。そして、ＧＰＳ電波を受信できない地点において
も、より少ない人員でより精度の高い測量を行うことが
できるというＧＰＳ測量の長所を享受することが可能と
なる。

【００７４】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に係る本発
明のＧＰＳ用測量装置によれば、従来であれば基準点や
測量点の周囲に障害物が存在するためにＧＰＳ測量が不
可能なケースであっても、本発明によればＧＰＳ測量を
行い該測量で得られたデータを用いて地表近傍にある基
準点や測量点を容易かつ正確に算出することが可能とな
る。

【００７５】また、請求項２に係る本発明のＧＰＳ用測
量装置によれば、請求項１の効果に加えて、比較的簡易
な構造でアンテナ取付体を鉛直に姿勢保持することがで
きるという別の効果も奏する。

【００７６】また、請求項３に係る本発明のＧＰＳ用測
量装置によれば、請求項１の効果に加えて、アンテナ取
付体を高い精度で姿勢制御することが可能となり、ＧＰ
Ｓ測量で得られた高精度の測量データをそのままの精度
で、地表面上での測量データに座標変換することが可能
になるという効果も奏する。

【００７７】また、請求項４に係る本発明のＧＰＳを用
いた測量方法によれば、従来であれば基準点の周囲に障
害物が存在するためにＧＰＳ測量が不可能なケースであ
っても、本発明によればＧＰＳ測量を行い該測量で得ら
れたデータを用いて地表近傍にある基準点を容易かつ正
確に算出することが可能となる。

【００７８】また、請求項５に係る本発明のＧＰＳを用
いた測量方法によれば、請求項４の効果に加えて、基準
点から離れた地点であってもＧＰＳデータを用いた正確
な測量が可能となるという効果も奏する。

【００７９】また、請求項６に係る本発明のＧＰＳを用
いた測量方法によれば、請求項４の効果に加えて、基準
点から離れた地点であってもＧＰＳデータを用いた正確
な測量が可能となるという効果も奏する。

【００８０】また、請求項７に係る本発明のＧＰＳを用
いた測量方法によれば、請求項４の効果に加えて、基準
点から離れた地点であってもＧＰＳデータを用いた正確
な測量が可能となるという効果も奏する。

【００８１】また、請求項８に係る本発明のＧＰＳを用
いた測量方法によれば、従来であれば基準点や測量点の
周囲に障害物が存在するためにＧＰＳ測量が不可能なケ
ースであっても、本発明によればＧＰＳ測量を行い該測
量で得られたデータを用いて地表近傍にある基準点や測
量点を容易かつ正確に算出することが可能となる。

【００８２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るＧＰＳ用測量装置の全体概略
図。

【図２】本実施形態に係るＧＰＳ用測量装置のアンテナ
取付体周辺を示した詳細斜視図。

【図３】アンテナ取付体の全体斜視図。

【図４】回転プリズムの全体斜視図。

【図５】本実施形態に係るＧＰＳ用測量装置の全体ブロ
ック図。

【図６】本実施形態に係るＧＰＳを用いた測量方法の手
順を示した概略斜視図。

【図７】変形例に係るＧＰＳ用測量装置を示したもので
あり、(a)は一部を断面で示した側面図、(b)は作用を説
明した図。

【図８】変形例に係るＧＰＳを用いた測量方法の手順を
示した概略斜視図。

【図９】別の変形例に係るＧＰＳを用いた測量方法の手
順を示した概略斜視図。

【図１０】第２実施形態に係るＧＰＳを用いた測量方法
の手順を示した概略斜視図。

【符号の説明】

１、５１ ＧＰＳ用測量装置 ２、５２ アンテナ取付体 ４ 高所作業車のブーム（昇降部位） ５ 連結機構 ６ 回転プリズム ７ ジャイロコンパス ８ パーソナルコンピュータ（演算手
段） ９ ＧＰＳアンテナ １１ ターゲット（測量点） ２１ 固定台（連結機構） ２２ 可動支持部材（連結機構） ２３、２５ サーボモータ（回転駆動手段） ２７ コントローラ（制御手段） ３１ 半導体レーザ（位置合わせ用レー
ザ） ３２ 光波距離計 ３５、３６ 二軸傾斜計（姿勢計測手段） ３３ ターゲット（基準点） ３４ 光波距離計用反射シート ５３ 球状凸面 ５４ 台座（連結機構） ５５ 球状凹面 ５７ 姿勢保持用錘 ６１、６２、７１、８３ 基準点 ６５、７４、８５ 測量点

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｃ 19/00 Ｇ０１Ｃ 19/00 Ｚ Ｇ０１Ｓ 17/08 Ｇ０１Ｓ 17/08 (72)発明者 栢本 繁 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株 式会社大林組東京本社内 (72)発明者 富岡 彰 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株 式会社大林組東京本社内 (72)発明者 大野 浩史 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株 式会社大林組東京本社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＧＰＳアンテナ、位置合わせ用レーザ及
   び光波距離計が取り付けられたアンテナ取付体と、前記
   位置合わせ用レーザの照射方向及び前記光波距離計の測
   距方向が鉛直下方を向くように前記アンテナ取付体を姿
   勢保持自在に高所作業車等の昇降部位に連結する連結機
   構と、前記アンテナ取付体の鉛直下方に位置する基準点
   に設置され前記位置合わせ用レーザ及び前記光波距離計
   からの光を所望の測量点に配置されたターゲットに向け
   て水平方向に反射させる回転プリズムと、該回転プリズ
   ムの基準方向を定めるジャイロコンパスと、前記測量点
   の座標を算出する演算手段とからなり、該演算手段は、
   前記ＧＰＳアンテナで受信されたＧＰＳ電波を用いて算
   出された前記アンテナ取付体の座標の鉛直成分から前記
   アンテナ取付体から前記基準点までの鉛直距離を差し引
   いて前記基準点における座標とし、前記アンテナ取付体
   から前記回転プリズムを経由して前記測量点に至る経路
   長さを前記光波距離計により計測するとともに該経路長
   さから前記鉛直距離を差し引いて前記基準点と前記測量
   点との水平距離を算出し、該水平距離及び前記基準方向
   からの前記回転プリズムの方向角データ並びに前記基準
   点の座標を用いて前記測量点の座標を特定するようにな
   っていることを特徴とするＧＰＳ用測量装置。
2. 【請求項２】 前記アンテナ取付体の下面に球状凸面を
   設けて該球状凸面を前記連結機構に形成された球状凹面
   上に載せることによって、前記アンテナ取付体を前記球
   状凹面にて摺動自在に支持するとともに、前記アンテナ
   取付体の下方に姿勢保持用の錘を設けた請求項１記載の
   ＧＰＳ用測量装置。
3. 【請求項３】 前記アンテナ取付体を互いに平行でない
   ２つの軸線廻りに回転させる回転駆動手段を前記連結機
   構に設けるとともに、前記アンテナ取付体に取り付けら
   れた姿勢計測手段の計測データを用いて前記回転駆動手
   段を駆動制御する制御手段を備えた請求項１記載のＧＰ
   Ｓ用測量装置。
4. 【請求項４】 ＧＰＳアンテナをその鉛直下方位置に基
   準点がくるように位置合わせされた状態で所定の空中位
   置に保持し、前記ＧＰＳアンテナで受信されたＧＰＳ電
   波を用いて前記空中位置の座標を算出し、該空中位置と
   前記基準点との鉛直距離を計測し、該鉛直距離を前記空
   中位置の座標の鉛直成分から差し引いて前記基準点の座
   標を算出することを特徴とするＧＰＳを用いた測量方
   法。
5. 【請求項５】 前記ＧＰＳアンテナから前記基準点を経
   由して所定の測量点に至る経路長さを計測し、該経路長
   さから前記鉛直距離を差し引いて前記基準点と前記測量
   点との水平距離を算出し、該水平距離及び前記基準点か
   ら前記測量点に向かう方向の方向角並びに前記基準点の
   座標を用いて前記測量点の座標を特定する請求項４記載
   のＧＰＳを用いた測量方法。
6. 【請求項６】 前記基準点を二箇所設定し、該基準点の
   うち、一方の基準点から他方の基準点を視準した後、所
   望の測量点を視準することで該測量点の座標を求める請
   求項４記載のＧＰＳを用いた測量方法。
7. 【請求項７】 前記基準点から前記ＧＰＳアンテナを視
   準した後、所望の測量点を視準することで該測量点の座
   標を求める請求項４記載のＧＰＳを用いた測量方法。
8. 【請求項８】 ＧＰＳアンテナを相異なる２つの空中位
   置にて保持し、該ＧＰＳアンテナで受信されたＧＰＳ電
   波を用いて前記２つの空中位置の座標をそれぞれ計測
   し、前記ＧＰＳアンテナを前記２つの空中位置に保持さ
   れた状態にて所定の基準点から順次視準することにより
   該基準点の座標を算出し、しかる後に所望の測量点を視
   準することで該測量点の座標を求めることを特徴とする
   ＧＰＳを用いた測量方法。