(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設の複数の測点の水平座標であるＸ座標及びＹ座標と鉛直座標であるＺ座標を含む三次元座標データを記憶する工程１と、
上記工程１で記憶された座標データをもとに各測点間距離を演算して測点間距離データとして記憶する工程２と、
距離、鉛直角及び水平角を測量可能な一つの測量装置を用意する工程３と、
上記工程３で用意された測量装置を用いて、上記測量装置から２つの測点までのそれぞれの距離と鉛直角と、上記測量装置を中心とする上記２つの測点の水平角とを測定する工程４と、
上記工程４で測定された距離、鉛直角度及び水平角を用いて、上記２つの測点の水平座標であるＸ座標及びＹ座標と鉛直座標であるＺ座標と、上記２つの測点の間の距離を計算する工程５と、
上記工程２で記憶された測点間距離データの中から、上記工程５で計算された２つの測点の間の距離に一致又はほぼ一致するものを検索して上記２つの測点に該当する２つの測点を特定する工程６と、
特定された２つの測点について、計算されたＺ座標と記憶されているＺ座標を比べて、特定された測点が正しいものであるか否かを検証する工程７とを備えた測量方法。
【請求項２】
既設の複数の測点の水平座標であるＸ座標及びＹ座標と鉛直座標であるＺ座標を含む三次元座標データを記憶するとともに、記憶された座標データをもとに計算された各測点間距離を測点間距離データとして記憶する記憶部と、
距離、鉛直角及び水平角を測量可能な一つの測量装置を備え、上記測量装置から２つの測点までのそれぞれの距離と鉛直角と、上記測量装置を中心とする上記２つの測点の水平角とを測定する測定部と、
上記測定された距離、鉛直角度及び水平角を用いて、上記２つの測点の水平座標であるＸ座標及びＹ座標と鉛直座標であるＺ座標と、上記２つの測点の間の距離を計算し、
上記記憶されている測点間距離データの中から、上記計算された２つの測点の間の距離に一致又はほぼ一致するものを検索して上記２つの測点に該当する２つの測点を特定し、
特定された２つの測点について、計算されたＺ座標と記憶されているＺ座標を比べて、特定された測点が正しいものであるか否かを検証する演算部とを備えた測量システム。
【請求項３】
コンピュータに、
既設の複数の測点の水平座標であるＸ座標及びＹ座標と鉛直座標であるＺ座標を含む三次元座標データを記憶させるとともに、記憶された座標データをもとに計算された各測点間距離を測点間距離データとして記憶する機能と、
距離、鉛直角及び水平角を測量可能な一つの測量装置に、上記測量装置から２つの測点までのそれぞれの距離と鉛直角と、上記測量装置を中心とする上記２つの測点の水平角とを測定する機能と、
上記測定された距離、鉛直角度及び水平角を用いて、上記２つの測点の水平座標であるＸ座標及びＹ座標と鉛直座標であるＺ座標と、上記２つの測点の間の距離を計算する機能と、
上記記憶されている測点間距離データの中から、上記計算された２つの測点の間の距離に一致又はほぼ一致するものを検索して上記２つの測点に該当する２つの測点を特定する機能と、
特定された２つの測点について、計算されたＺ座標と記憶されているＺ座標を比べて、特定された測点が正しいものであるか否かを検証する機能を与えるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測量方法、測量システム及びそれらに用いるプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、測量は、測量対象となる現場に大まかに配置された測点（基準点）の座標を計測する作業（骨組測量）と、これらの測点を利用して細部の測量を行う作業（細部測量）に分けることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、地形の変化が少ない現場（例えば、トンネル内部や広大な埋立地）に多数の基準点が設置されている状況で細部測量を行う場合、測量装置を設置した場所の近傍にある基準点に番号等が明示されていなければ、または明示されていた番号等が風雨等に晒されて消えていると、現場の基準点が地図上又は測点配置図上のどの測点であるか容易に判断できない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、測量対象の現場に設置されている基準点に番号等が明示されていない場合又は明示されていたとしてもそれが消えている場合でも、その基準点が地図上又は測点配置図上のどの測点かを容易に認識できる測量方法及び測量システムを提供することを目的とする。
【０００５】
この目的を達成するために、本発明の測量方法は、
既設の複数の測点の水平座標であるＸ座標及びＹ座標と鉛直座標であるＺ座標を含む三次元座標データを記憶する工程１と、
上記工程１で記憶された座標データをもとに各測点間距離を演算して測点間距離データとして記憶する工程２と、
距離、鉛直角及び水平角を測量可能な一つの測量装置を用意する工程３と、
上記工程３で用意された測量装置を用いて、上記測量装置から２つの測点までのそれぞれの距離と鉛直角と、上記測量装置を中心とする上記２つの測点の水平角とを測定する工程４と、
上記工程４で測定された距離、鉛直角度及び水平角を用いて、上記２つの測点の水平座標であるＸ座標及びＹ座標と鉛直座標であるＺ座標と、上記２つの測点の間の距離を計算する工程５と、
上記工程２で記憶された測点間距離データの中から、上記工程５で計算された２つの測点の間の距離に一致又はほぼ一致するものを検索して上記２つの測点に該当する２つの測点を特定する工程６と、
特定された２つの測点について、計算されたＺ座標と記憶されているＺ座標を比べて、特定された測点が正しいものであるか否かを検証する工程７を有する。
【０００６】
また、本発明の測量システムは、
既設の複数の測点の水平座標であるＸ座標及びＹ座標と鉛直座標であるＺ座標を含む三次元座標データを記憶するとともに、記憶された座標データをもとに計算された各測点間距離を測点間距離データとして記憶する記憶部と、
距離、鉛直角及び水平角を測量可能な一つの測量装置を備え、上記測量装置から２つの測点までのそれぞれの距離と鉛直角と、上記測量装置を中心とする上記２つの測点の水平角とを測定する測定部と、
上記測定された距離、鉛直角度及び水平角を用いて、上記２つの測点の水平座標であるＸ座標及びＹ座標と鉛直座標であるＺ座標と、上記２つの測点の間の距離を計算し、
上記記憶されている測点間距離データの中から、上記計算された２つの測点の間の距離に一致又はほぼ一致するものを検索して上記２つの測点に該当する２つの測点を特定し、
特定された２つの測点について、計算されたＺ座標と記憶されているＺ座標を比べて、特定された測点が正しいものであるか否かを検証する演算部を有する。
【０００７】
さらに、本発明のプログラムは、コンピュータに、
既設の複数の測点の水平座標であるＸ座標及びＹ座標と鉛直座標であるＺ座標を含む三次元座標データを記憶させるとともに、記憶された座標データをもとに計算された各測点間距離を測点間距離データとして記憶する機能と、
距離、鉛直角及び水平角を測量可能な一つの測量装置に、上記測量装置から２つの測点までのそれぞれの距離と鉛直角と、上記測量装置を中心とする上記２つの測点の水平角とを測定する機能と、
上記測定された距離、鉛直角度及び水平角を用いて、上記２つの測点の水平座標であるＸ座標及びＹ座標と鉛直座標であるＺ座標と、上記２つの測点の間の距離を計算する機能と、
上記記憶されている測点間距離データの中から、上記計算された２つの測点の間の距離に一致又はほぼ一致するものを検索して上記２つの測点に該当する２つの測点を特定する機能と、
特定された２つの測点について、計算されたＺ座標と記憶されているＺ座標を比べて、特定された測点が正しいものであるか否かを検証する機能を与えるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の測量方法及び測量システムをトンネル内空断面の測量に適用した例を説明するための図で、以下、トンネル１の左右の内壁２，３に設置されている既設測点（基準点）ＰＬ１…ＰＬｎ、ＰＲ１…ＰＲｍの既知座標をもとに該トンネル１の内空断面を詳細に測量する細部測量の手順を説明する。
【０００９】
Ｉ．骨組測量：
トンネル１の内面に設置されている既設測点（基準点）ＰＬ１…ＰＬｎ、ＰＲ１…ＰＲｍの座標は骨組測量によって測定されており、以下の表１の通り与えられている。
0003576527.tif 000002
【００１０】
表１に示す測点座標のデータは、電子データとして提供されており、例えば各種のメモリカードに記憶することができるし、通信回線を利用して送信することもできる。
【００１１】
既設測点ＰＬ１…ＰＬｎ、ＰＲ１…ＰＲｍの座標を測定する骨組測量では、隣接する測点の間の距離（ピッチ）は大まかに決めておいてもよい。この場合、左側の内壁２に設置された測点の距離と、右側の内壁３に設置された測点の距離との間には、適当な差を設けておいてもよい。また、既設測点ＰＬ１…ＰＬｎ、ＰＲ１…ＰＲｍは、周知の測量用反射シール、測量ピン、測量用プリズムなどの測量用基準点が好適に用いられる。既設測点は、プリズムを固定できるプリズム支持部であってもよい。
【００１２】
ＩＩ．測量装置：
図１に示す測量装置４としては、距離と角度（水平角、鉛直角）を測定可能なものが利用できる。例えば、周知のトータルステーションが好適に利用できる。市場に提供されている数々のトータルステーションの中でも、特に測量用反射シールやプリズムなどの基準点を自動的に認識し視準する自動追尾機能付トータルステーションが好適に用いられる。この自動追尾機能付トータルステーションとしては、ライカ社製のＴＣＲＡモデルが好適に利用できる。また、測量装置４は、測点座標（表１参照）の電子データを記憶すると共にその電子データ等を用いた各種の演算プログラムを格納できるコンピュータ内蔵型トータルステーションであることが特に望ましい。
【００１３】
従って、例えば図２に示すように、測量装置４のコンピュータ５は、ＣＰＵ６の他に、自動追尾機能を含む測定部７、入力部８、記憶部９、演算部１０を備えており、上述した測点座標の電子データを記憶部９に記憶されるようにプログラムされている。
【００１４】
ＩＩＩ．細部測量：
細部測量は、図３に示す手順で行われる。
【００１５】
（１）測点間距離の演算
測量装置４のコンピュータ５は、入力部８を介して入力された測点座標の電子データを利用し、演算部１０において測点間距離を演算し、その演算結果（以下の表２参照）を記憶部９に記憶する。例えば、トンネル１の一方の側壁（図１の左側内壁）にｎ個の測点（ＰＬ１…ＰＬｎ）が設置されており、他方の側壁（図１の右側内壁）にｍ個の測点（ＰＲ１…ＰＲｍ）が設置されている場合、演算によって得られる測点間距離はｎ＋ｍＣ２個である。
【００１６】
0003576527.tif 000003
【００１７】
なお、表２において、測点間距離Δ（ｘ、ｙ、ｚ）は各測点座標に含まれる３つの座標値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）をもとに計算された値、測点間距離Δ（ｘ、ｙ）は各測点座標に含まれる２つの座標値（Ｘ、Ｙ）をもとに計算された値であるが、計算で得られる測点間距離はΔ（ｘ、ｙ、ｚ）又はΔ（ｘ、ｙ）いずれか一方だけでもよいし、両方を計算してもよい。
【００１８】
（２）測量装置の設置
測量装置４は、細部測量の対象となる領域に設置される。上述のように、現場に設置されている基準点が単なるプリズム支持部である場合、測量対象となる領域にある各プリズム支持部にプリズムを固定する。この場合、プリズム支持部に固定されたプリズムの中心の座標が、電子データとして与えられる測点座標に相当する。
【００１９】
（３）測点の特定
図４に示すように、測量装置４を起動して該測量装置４で視準可能な３つの基準点Ｐｉ，Ｐｊ，Ｐｋを視準し、測量装置４の中心から基準点Ｐｉ，Ｐｊ，Ｐｋまでの距離Ｌｉ，Ｌｊ，Ｌｋ（斜距離）、鉛直角φi、φｊ、φｋ、及び測点間の水平角θi，θｊ，θｋを測定する。測量装置４は、測定された距離Ｌｉ，Ｌｊ，Ｌｋ、鉛直角φi、φｊ、φｋ、水平角θi，θｊ，θｋをもとに３つの測点Ｐｉ，Ｐｊ，Ｐｋの座標値（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）、（ｘｊ、ｙｊ、ｚｊ）、（ｘｋ、ｙｋ、ｚｋ）を決定し、次に基準点間距離ｄ（Ｐｉ−Ｐｊ）、ｄ（Ｐｊ−Ｐｋ）、ｄ（Ｐｋ−Ｐi）を演算する。
【００２０】
基準点間距離ｄ（Ｐｉ−Ｐｊ）、ｄ（Ｐｊ−Ｐｋ）、ｄ（Ｐｋ−Ｐi）は、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標値の３成分をもとに計算した値〔式（１）を参照〕であってもよいし、それらのうちの２成分（Ｘ、Ｙ座標）だけを用いて計算された値〔式（２）を参照〕であってもよい。
【００２１】
0003576527.tif 000004
【００２２】
0003576527.tif 000005
【００２３】
いま基準点間距離ｄ（Ｐｉ−Ｐｊ）、ｄ（Ｐｊ−Ｐｋ）、ｄ（Ｐｋ−Ｐi）がＸ，Ｙ，Ｚ座標値の３成分を用いて計算された値の場合、これら３つの値に一致する又はほぼ一致するデータを記憶部９に格納されている表１：測点間距離Δ（ｘ、ｙ、ｚ）欄の値から検索し、基準点間距離ｄ（Ｐｉ−Ｐｊ）、ｄ（Ｐｊ−Ｐｋ）、ｄ（Ｐｋ−Ｐi）に対応する測点間距離データを特定し、３つの測点Ｐｉ，Ｐｊ，Ｐｋが記憶されている測点ＰＬ１…ＰＬｎ、ＰＲ１…ＰＲｍのいずれに該当するかを特定する。
【００２４】
例えば、基準点間距離ｄ（Ｐｉ−Ｐｊ）、ｄ（Ｐｊ−Ｐｋ）、ｄ（Ｐｋ−Ｐi）がそれぞれｄ（ＰＬ１−ＰＲ１）、ｄ（ＰＲ１−ＰＲ２）、ｄ（ＰＲ２−ＰＬ１）に一致又はほぼ一致する場合、Ｐｉ，Ｐｊ，ＰｋがそれぞれＰＬ１、ＰＲ１、ＰＲ２と特定される。
【００２５】
同様に、基準点間距離ｄ（Ｐｉ−Ｐｊ）、ｄ（Ｐｊ−Ｐｋ）、ｄ（Ｐｋ−Ｐi）がＸ，Ｙ，Ｚ座標値のうちの２成分を用いて計算された値の場合、それらの基準点間距離に一致する又はほぼ一致するデータを、記憶部９に格納されている表１：測点間距離Δ（ｘ、ｙ）のデータから検索し、基準点間距離ｄ（Ｐｉ−Ｐｊ）、ｄ（Ｐｊ−Ｐｋ）、ｄ（Ｐｋ−Ｐi）に対応する測点間距離データを特定し、３つの測点Ｐｉ，Ｐｊ，Ｐｋが測点ＰＬ１…ＰＬｎ、ＰＲ１…ＰＲｍのいずれに該当するかを特定する。この場合、特定された測点について、測量で得られた測点の高さ（実測値）と、記憶されている測点座標（表１の測点座標）のＺ値とを対比し、特定された測点が正しいものであるか否かを検証してもよい。
【００２６】
（４）細部測量
以上のようにして３つの測点が特定されると、演算部１０は、特定された３つの測点の座標値から測量装置４の中心座標（ｘ０、ｙ０、ｚ０）を演算する。そして、この中心座標と、上述の水平角θi，θｊ，θｋから得られる測量装置４の方向とを用い、測量装置４が設置されている近傍のトンネル内空断面の細部測量が行われる。
【００２７】
ＩＶ．他の実施形態：
以上の説明では、測量装置４で３つの測点を視準し、その測量結果をもとに該３つの測点を特定した。しかし、測量装置４で２つの測点を視準し、その測量結果をもとに２点の測点を特定することで、測量装置４の自位置（座標と方向）を求めることもできる。
【００２８】
本測量方法及びシステムをトンネル内空断面の細部測量に適用した例を示したが、本測量方法及びシステムの適用は上述の適用例に限るものでなく、種々の測量に適用できるものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる測量方法及び測量システムによれば、測量対象の現場に設置されている測点に番号等が明示されていない場合又は明示されていた番号等が消えている場合でも、熟練を要することなく、地図上又は測点配置図上のどの測点かを容易に特定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の測量方法及び測量システムをトンネル内空断面の測量に適用した例を説明するための図。
【図２】測量装置の回路構成図。
【図３】本発明の測量方法の手順を示す図。
【図４】３つの測点を特定する手順を説明する図。
【符号の説明】
１：トンネル
４：測量装置
５：コンピュータ
８：入力部
９：記憶部
１０：演算部
ＰＬ１…ＰＬｎ、ＰＲ１…ＰＲｍ：測点（基準点）
【図１】
0003576527.tif 000006
【図２】
0003576527.tif 000007
【図３】
0003576527.tif 000008
【図４】
0003576527.tif 000009