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公開番号2024060141
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-02
出願番号2022167299
出願日2022-10-19
発明の名称測量器及び測位システム
出願人大成建設株式会社
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類G01C 15/00 20060101AFI20240424BHJP(測定;試験)
要約【課題】少ない人数の作業員であっても建設工事の作業効率を向上させる測量器及び測位システムを提案する。
【解決手段】本発明は、水平方向にレーザを照射し、水平ラインLhを対象物に投影する照射部12と、鉛直面内にレーザを照射し、鉛直ラインLvを対象物に投影する照射部13と、GPS衛星やGNSS衛星等の測位衛星からの電波を受信するアンテナ15と、受信した電波を処理して、照射部12,13の中心の座標を演算する演算部17と、測量器1の姿勢を検出する姿勢検出センサ18とを備える測量器1である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも水平方向にレーザを照射する第１レーザ照射部と、
測位衛星からの電波を受信する第１アンテナと、
前記受信した電波を処理して、前記第１レーザ照射部の中心の座標を演算する第１演算部と、を備える測量器。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記測量器の姿勢を検出する第１姿勢検出部、をさらに備え、
前記第１姿勢検出部は、（１）３軸加速度センサ、（２）３軸地磁気センサ、（３）水平器及び前記測量器の方位角を検出する１軸加速度センサ、（４）水平器及び前記測量器の方位角を検出する１軸地磁気センサ、の少なくとも何れかであり、
前記第１演算部は、前記第１アンテナの座標及び前記第１姿勢検出部の計測値を用いて、前記第１レーザ照射部の中心の座標を演算する、請求項１に記載の測量器。
【請求項３】
少なくとも鉛直面内にレーザを照射する第２レーザ照射部と、
測量器の方位角を検出する１軸地磁気センサと、
測位衛星からの電波を受信する第１アンテナと、
前記受信した電波を処理して、前記第２レーザ照射部の中心の座標を演算する第１演算部と、を備える測量器。
【請求項４】
前記測量器の姿勢を検出する第１姿勢検出部、をさらに備え、
前記第１姿勢検出部は、（１）３軸加速度センサ、（２）３軸地磁気センサ、（３）水平器及び前記測量器の方位角を検出する１軸加速度センサ、（４）水平器及び前記測量器の方位角を検出する１軸地磁気センサ、の少なくとも何れかであり、
前記第１演算部は、前記第１アンテナの座標及び前記第１姿勢検出部の計測値を用いて、前記第２レーザ照射部の中心の座標を演算する、請求項３に記載の測量器。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の測量器と、座標出し器とを備え、
前記座標出し器は、
レーザを対象物の位置出し点に照射する第３レーザ照射部と、
前記第３レーザ照射部の中心の座標と前記対象物の位置出し点との距離を計測するレーザ距離計と、
前記測位衛星からの電波を受信する第２アンテナと、
前記受信した電波を処理して、前記第３レーザ照射部の中心の座標を演算する第２演算部と、
前記座標出し器の姿勢を検出する第２姿勢検出部、を備え、
前記第２姿勢検出部は、（１）３軸加速度センサ、（２）３軸地磁気センサ、（３）水平器及び前記座標出し器の方位角を検出する１軸加速度センサ、（４）水平器及び前記座標出し器の方位角を検出する１軸地磁気センサ、の少なくとも何れかであり、
前記第２演算部は、前記第２アンテナの座標及び前記第２姿勢検出部の計測値を用いて、前記第３レーザ照射部の中心の座標を演算する、測量システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、測量器及び測位システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、建設工事における墨出し作業に関する技術開発が盛んであり、例えば、レーザ光を用いた墨出し装置や墨出し方法に関する発明がなされている。従来の工事測量は、重量のある測機一式の運搬、据付け、バック測量等の準備作業、各種計測等を複数人で行う必要があった。これに対し近年では、衛星測位による工事測量が導入されたことにより、測機が軽量化され、可搬性が向上するとともに、単独測位も可能になってきた。衛星測位による工事測量は、準天頂衛星の機数増加等に伴いcm単位の精度の測位が可能となりつつある。その一方で、電離層の影響や衛星の捕捉数等による変動誤差が生じるため、本設構造物の出来形管理等のmm単位の精度を要求する測位に対しては不適であり、用途が制限される。しかし、建設現場においては、仕上げ面でないコンクリート天端の高さ出しや、岩盤調査の測線明示等の簡易な測量に対して衛星測位による工事測量を利用できる余地は十分にあり、積極的に利用することで建設工事の作業効率を向上させることが望まれている。
【０００３】
特許文献１には、大規模土木工事等での各種位置出し作業を行うに際し、作業人員の低減、作業能率の向上、位置出し精度の向上を図ることのできる位置出し装置が開示されている。特許文献１の位置出し装置は、ＧＰＳ衛星が送り出す電波を受信するアンテナと、該アンテナで受信した信号を処理してアンテナの現在位置を割り出す信号処理装置と、前記アンテナを支持する架台と、該架台に設けられ、アンテナの水平方向の位置調整を行う位置調整装置と、前記アンテナの直下に配され、鉛直下方に向けて光線を照射し、照射対象部位に光線による位置出し点を投影するポインタとを備えたことを特徴とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１１－１９０６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の位置出し装置は、アンテナ直下のポインタの鉛直下方に位置出し点を投影するに過ぎず、例えば、水平ラインや鉛直ライン等の墨出しを行う構成ではない。
【０００６】
このような観点から、本発明は、少ない人数の作業員であっても建設工事の作業効率を向上させる測量器及び測位システムを提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決する本発明は、少なくとも水平方向にレーザを照射する第１レーザ照射部と、測位衛星からの電波を受信する第１アンテナと、前記受信した電波を処理して、前記第１レーザ照射部の中心の座標を演算する第１演算部と、を備える測量器である。
【０００８】
このような発明によれば、第１レーザ照射部の中心の座標を求めることができるので、測量器の水平を確保すれば、第１レーザ照射部の高さ位置と同じ標高の水平ラインを岩盤等の対象物に照射できるようになる。また、所定の高さ調整装置を用いれば、照射した水平ラインの高さ位置を目標標高値に合わせることができる。よって、本発明の測量器は、ＧＰＳ衛星やＧＮＳＳ衛星等からの電波に基づいて、水平ラインの墨出しを行うことができる。また、衛星測位に使用する機器類は、光波測距儀等に比べて小型かつ軽量であるため、可搬性を向上させることができる。さらに、衛星測位によれば、他の基準点を測量せずとも、自身の位置座標を取得できるため、バック測量等の準備工を削減でき、既知点と周囲の構造物等との位置関係を確認する等の測量ダブルチェックや、対象物に高さ位置を明示する墨出し等の作業を効率よく行うことができる。また、本発明の測量器を土留め杭に固定して変位を計測する等の動態観測への応用も可能となる。
【０００９】
また、前記測量器の姿勢を検出する第１姿勢検出部、をさらに備え、前記第１姿勢検出部は、（１）３軸加速度センサ、（２）３軸地磁気センサ、（３）水平器及び前記測量器の方位角を検出する１軸加速度センサ、（４）水平器及び前記測量器の方位角を検出する１軸地磁気センサ、の少なくとも何れかであり、前記第１演算部は、前記第１アンテナの座標及び前記第１姿勢検出部の計測値を用いて、前記第１レーザ照射部の中心の座標を演算する、ことが好ましい。
【００１０】
このような測量器によれば、幾何学的な計算により、第１レーザ照射部の中心の座標を求めることができ、第１レーザ照射部の高さ位置と同じ標高の水平ラインを岩盤等の対象物に照射できる。なお、第１アンテナと第１レーザ照射部の中心との距離は、事前に取得できる既知の値である。
（【００１１】以降は省略されています）

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