(57)【要約】【課題】経済的な変状計測を行うことを可能とした、トータルステーションを用いた測量方法を提案する。【解決手段】工事影響範囲外４に設定された２点の基準点Ｓ１，Ｓ２および工事影響範囲内３に設定された少なくとも１点以上の測点Ｐをトータルステーションにより測定する工程と、基準点Ｓ１，Ｓ２同士を結ぶ直線がＸ−Ｙ平面のＸ軸上の基線となるように、基準点Ｓ１，Ｓ２および測点Ｐの測定結果を座標変換する工程と、基線と測点Ｐの測定結果との相対的な位置関係を算出する工程と、を備えるトータルステーションを用いた測量方法。【選択図】図１
2010151757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工事影響範囲外に設定された２点の基準点および工事影響範囲内に設定された少なくとも１点以上の測点をトータルステーションにより測定する工程と、
前記基準点同士を結ぶ直線がＸ−Ｙ平面またはＸ−Ｚ平面のＸ軸となるように、前記基準点および前記測点の測定結果を座標変換する工程と、
前記Ｘ軸と前記測点の測定結果との相対的な位置関係を算出する工程と、を備えることを特徴とするトータルステーションを用いた測量方法。
【請求項２】
工事影響範囲外に設定された２点の基準点および工事影響範囲内に設定された少なくとも１点以上の測点をトータルステーションにより測定する工程と、
前記基準点同士を結ぶ直線がＸ−Ｙ平面上またはＸ−Ｚ平面上の座標となるように、前記基準点および前記測点の測定結果を座標変換する工程と、
座標変換された前記基準点同士を結ぶ直線と座標変換された前記測点との相対的な位置関係を算出する工程と、を備えることを特徴とするトータルステーションを用いた測量方法。
【請求項３】
前記トータルステーションが工事影響範囲内に設置されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のトータルステーションを用いた測量方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トータルステーションを用いた測量方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トータルステーションを用いて構造物の変状変位量を観測する場合がある。ところが、トータルステーションは、日射や気温の変化等の自然界の影響を受けることで生じる微妙な変位や傾きにより固定された座標系を維持することができない場合があった。
【０００３】
一方、近接施工に伴う既設構造物等の変状計測は施工管理において重要な管理項目である。そのため、トータルステーション等に生じる変位を修正するための技術が多数開発されており、実用化に至っている。
【０００４】
例えば、本出願人等は、特許文献１に示すように、同一平面上にない既知の４点の基準点を利用して、座標系の変状変位を修正することを可能としたトータルステーションを用いた変状計測方法を開発し、実用化に至っている。
【０００５】
この三次元変状計測方法は、工事の影響範囲外に設定された４点の基準点について、予め計測された測定結果と、工事開始後の所定期間経過後に再度計測した測定結果と、によりトータルステーションに生じた変位を修正するための座標変換係数を算出するものである。
【０００６】
【特許文献１】特許第３６４１８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１に記載のトータルステーションを用いた変状計測方法は、基準点を工事による影響が生じない箇所に４点設定し、維持する必要があるため、施工期間が短い場合には、不経済になる場合があった。
【０００８】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、経済的な変状計測を行うことを可能とした、トータルステーションを用いた測量方法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】
【０００９】
このような課題を解決するために、請求項１に記載のトータルステーションを用いた測量方法は、工事影響範囲外に設定された２点の基準点および工事影響範囲内に設定された少なくとも１点以上の測点をトータルステーションにより測定する工程と、前記基準点同士を結ぶ直線がＸ−Ｙ平面またはＸ−Ｚ平面のＸ軸となるように、前記基準点および前記測点の測定結果を座標変換する工程と、前記Ｘ軸と前記測点の測定結果との相対的な位置関係を算出する工程と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２に記載のトータルステーションを用いた測量方法は、工事影響範囲外に設定された２点の基準点および工事影響範囲内に設定された少なくとも１点以上の測点をトータルステーションにより測定する工程と、前記基準点同士を結ぶ直線がＸ−Ｙ平面上またはＸ−Ｚ平面上の直線となるように、前記基準点および前記測点の測定結果を座標変換する工程と、座標変換された前記直線と座標変換された前記測点との相対的な位置関係を算出する工程と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
本発明のトータルステーションを用いた測量方法によれば、変状計測を行う際の基準点が２箇所で済むので、工期が短い場合であっても、経済的に測定することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のトータルステーションを用いた測量方法であって、前記トータルステーションが工事影響範囲内に設置されていることを特徴としている。これにより、作業スペースが限られた場合であっても、変状計測を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のトータルステーションを用いた測量方法によれば、変状計測を経済的に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１５】
本実施形態では、図１に示すように、既存の線路（以下、「既設構造物」という）１を地下横断する新設構造物２を構築する際に、本発明のトータルステーションを用いた測量方法により既設構造物１の沈下や変位を計測する場合について説明する。
【００１６】
本実施形態のトータルステーションを用いた測量方法は、計測点設置工程と、測定工程と、変換工程と、算出工程と、を備えている。
【００１７】
計測点設置工程は、２点の基準点Ｓ１，Ｓ２と少なくとも１点以上の測点Ｐとを設置する工程である。
基準点Ｓ１，Ｓ２および測点Ｐは、所定の位置に据えつけられたトータルステーション（視準点Ｔ）により視準することが可能な位置に設置する。
【００１８】
基準点Ｓ１，Ｓ２は、工事による沈下等の影響を受けない場所（工事影響範囲外４）に設定する。本実施形態では線路である既設構造物１の軌道縦断方向で工事影響範囲外の２点を設定する。
基準点Ｓ１，Ｓ２の設置方法は限定されるものではないが、新設構造物２の工事に伴い移動したり沈下したりすることがないように構成する。
【００１９】
測点Ｐは、工事影響範囲内３に設定する。本実施形態では測点Ｐを１点設定しているが、測点Ｐの数は限定されるものではない。
測点Ｐは、既設構造物１の変位や沈下を計測することが可能となるように、レールや枕木にプリズムを設置することにより構成する。また、路盤に打ち込まれたロッドの上部にプリズムを設置することで、路盤沈下を計測するものとしてもよい。
【００２０】
測定工程は、計測点設置工程において設置された基準点Ｓ１，Ｓ２および測点Ｐを視準点Ｔに設置したトータルステーションにより測定する。このとき、トータルステーションは、基準点Ｓ１，Ｓ２および測点Ｐが設置された全ての範囲について視準することが可能であれば、工事影響範囲内３と工事影響範囲外４のどちらに据え付けられていてもよい。
【００２１】
変換工程は、測定工程において測定された基準点Ｓ１，Ｓ２および測点Ｐの座標データを、基準点Ｓ１，Ｓ２同士を結ぶ直線ＳＬがＸ−Ｙ平面のＸ軸となるように、座標変換する工程である。
なお、本実施形態ではＸ−Ｙ平面上に変換したが、Ｘ−Ｚ平面上に変換してもよい。
【００２２】
仮の直交座標系ｘｙｚ（測定時の座標系）における座標（ｘ，ｙ，ｚ）を他の直交座標系ｘ’ｙ’ｚ’における座標（ｘ’，ｙ’，ｚ’）に変換する場合は、式１により行う。
【００２３】
【数１】
2010151757.tif 000003
【００２４】
算出工程は、変換工程において座標変換された座標値を利用して、測点の変位量や沈下量を算出する工程である。
【００２５】
水平変位量Ｌの算出は、Ｘ−Ｙ平面に投影して行う（図２参照）。
まず、変換工程において変換された測点Ｐの座標（ｘＰ’，ｙＰ’，ｚＰ’ ）をＸ−Ｙ平面に投影し、二次元座標（ｘＰ’，ｙＰ’）とする。
【００２６】
次にＸ−Ｙ平面上に投影された基準点Ｓ１，Ｓ２同士を結ぶ直線を基準線ＳＬとして、基準線ＳＬと測点Ｐ（ｘＰ’，ｙＰ’）との離れの量Ｈ１を、式２を用いて算出する。
【００２７】
【数２】
2010151757.tif 000004
【００２８】
Ｈ１を初期値として、一定時間経過後の測点Ｐ’の計測値と基準線ＳＬとの離れの量Ｈ２を、前記と同様の方法により算出する。そして、式３を利用して測点Ｐの水平変位量Ｌを算出する。
Ｌ＝Ｈ１−Ｈ２  …  式３
【００２９】
沈下量Ｄの算出は、Ｘ−Ｚ平面に投影した座標値を用いて行う（図３参照）。
まず、変換工程において変換された測点Ｐの座標（ｘＰ’，ｙＰ’，ｚＰ’ ）をＸ−Ｚ平面に投影した二次元座標値（ｘＰ’，ｚＰ’）に変換する。
【００３０】
Ｘ−Ｙ平面上に投影された基準点Ｓ１，Ｓ２同士を結ぶ直線を基準線ＳＬとして、この基準線ＳＬと測点との離れの量ｈ１を、式４を用いて算出する。
【００３１】
【数３】
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【００３２】
ｈ１を初期値として、一定時間経過後の測点Ｐ’の計測値と基準線ＳＬとの離れの量ｈ２を、前記と同様の方法により算出する。そして、式５を利用して測点Ｐの沈下量Ｄを算出する。
Ｄ＝ｈ１−ｈ２  …  式５
【００３３】
基準線ＳＬを利用することで相対的な配置関係の変化（沈下量や水平変位量）を求めることができる。そして、計測毎に基準点Ｓ１，Ｓ２をＸ−Ｙ平面またはＸ−Ｚ平面のＸ軸上の基線となるように座標変換し、平面投影した座標値に処理するので、トータルステーションの日変化がキャンセルされる。
【００３４】
また、トータルステーションの日変化はキャンセルされるため、トータルステーションの設置箇所は、限定されることがない。したがって、作業スペースの限られた施工現場においても、採用することが可能である。
【００３５】
基準点Ｓ１，Ｓ２の数が２点と少ないため、比較的容易に基準点Ｓ１，Ｓ２を設置することができ、工期が短い工事における変位測量であっても、経済的に行うことができる。
【００３６】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記各実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、線路を横断する工事において、本発明のトータルステーションを用いた測量方法を採用するものとしたが、工事箇所は限定されるものではない。
【００３７】
また、トータルステーションの機種は、測量に必要な精度に応じて選定すればよい。
【００３８】
また、前記実施形態では、基準線ＳＬがＸ−Ｙ平面上のＸ軸となるように座標変換するものとしたが、基準線ＳＬがＸ−Ｙ平面上の直線となるように座標変換することで、沈下量Ｄや水平変位量Ｌを算出してもよい。
この場合において、水平変位量Ｌを算出する場合は、Ｘ−Ｙ平面上に座標変換した基準線ＳＬとＸ−Ｙ平面に投影した測点Ｐの座標との離れを式２を利用して算出することにより行う。
一方、沈下量Ｄを算出する場合は、Ｘ−Ｙ平面に投影した基準線ＳＬと測点Ｐの座標とのＸ−Ｚ平面上における離れを式４により算出する。つまり、Ｘ−Ｙ平面と測点Ｐの座標との離れを算出することにより行う。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の好適な実施の形態に係るトータルステーションを利用した測量方法の概略を示す平面図である。
【図２】水平変位量算出時の概要を示す図である。
【図３】沈下量算出時の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  既設構造物
２  新設構造物
３  工事影響範囲内
４  工事影響範囲外
Ｐ  測点
Ｓ１，Ｓ２  基準点
ＳＬ  基準線
【図１】
2010151757.tif 000006
【図２】
2010151757.tif 000007
【図３】
2010151757.tif 000008