(57)【要約】【課題】太陽を利用した真北測量における作業の効率化を図ること。【解決手段】ＧＰＳ受信部２８の受信によるＧＰＳ信号を基に観測地の位置情報と時刻情報を制御演算部５２で生成し、生成した位置情報と時刻情報を基に望遠鏡１２で太陽を視準すべき視準方向を示す方位角を算出し、且つ太陽の日周運動に合わせて水平モータ２４、鉛直モータ２８を駆動し、望遠鏡１２の視野内で見かけ上太陽を静止させ、望遠鏡１２で太陽の中心を視準したときに、望遠鏡１２の水平角を測定し、測定による水平角を算出された方位角で更新し、算出された方位角で更新された水平角が０になるまで望遠鏡１２を水平方向に移動させたときの視準方向を真北とする。【選択図】図２
2007327862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽を視準対象とする望遠鏡と、観測地に設置されて前記望遠鏡を水平回転または鉛直回転自在に支持する支持手段と、前記望遠鏡の水平角を測定する水平角測定手段と、前記観測地の位置情報と時刻情報を基に太陽の位置として、前記観測地の望遠鏡から前記太陽を視準したときの視準方向を示す方位角を算出する太陽位置算出手段とを備え、前記望遠鏡で前記太陽の中心を視準したときに前記水平角測定手段の測定による水平角を前記太陽位置算出手段の算出による方位角で更新し、前記算出された方位角で更新された水平角が０になるまで前記望遠鏡を水平方向に移動させたときの視準方向を真北としてなる測量装置。
【請求項２】
太陽を視準対象とする望遠鏡と、観測地に設置されて前記望遠鏡を水平回転または鉛直回転自在に支持する支持手段と、前記望遠鏡の水平角を測定する水平角測定手段と、ＧＰＳ信号を受信して前記観測地の位置情報と時刻情報を生成する位置・時刻情報生成手段と、前記位置・時刻情報生成手段の生成による位置情報と時刻情報を基に太陽の位置として、前記観測地の望遠鏡から前記太陽を視準したときの視準方向を示す方位角を算出する太陽位置算出手段とを備え、前記望遠鏡で前記太陽の中心を視準したときに前記水平角測定手段の測定による水平角を前記太陽位置算出手段の算出による方位角で更新し、前記算出された方位角で更新された水平角が０になるまで前記望遠鏡を水平方向に移動させたときの視準方向を真北としてなる測量装置。
【請求項３】
太陽を視準対象とする望遠鏡と、観測地に設置されて前記望遠鏡を水平回転または鉛直回転自在に支持する支持手段と、前記望遠鏡の水平角を測定する水平角測定手段と、ＧＰＳ信号を受信して前記観測地の位置情報と時刻情報を生成する位置・時刻情報生成手段と、前記位置・時刻情報生成手段の生成による位置情報と時刻情報を基に太陽の位置として、前記観測地の望遠鏡から前記太陽を視準すべき視準方向を規定する方位角を算出する太陽位置算出手段と、前記位置・時刻情報生成手段の生成による位置情報と時刻情報を基に前記太陽の日周運動に合せて前記望遠鏡の水平角または鉛直角を制御する望遠鏡制御手段とを備え、前記望遠鏡で太陽の右端を視準したときの水平角を、前記太陽の右端視準前時の時刻情報と位置情報を基に前記太陽位置算出手段により算出された方位角で更新し、さらに、前記望遠鏡で太陽の左端を視準したときの水平角と前記太陽の左端視準時の時刻情報と位置情報を基に前記太陽位置算出手段により算出された方位角とから両者の平均値を算出し、前記望遠鏡で太陽の左端を視準したときの水平角を前記算出された平均値で更新し、前記平均値で更新された水平角が０になるまで前記望遠鏡を水平方向に移動させたときの視準方向を真北としてなる測量装置。
【請求項４】
太陽を視準対象とする望遠鏡と、観測地に設置されて前記望遠鏡を水平回転または鉛直回転自在に支持する支持手段と、前記望遠鏡の水平角を測定する水平角測定手段と、ＧＰＳ信号を受信して前記観測地の位置情報と時刻情報を生成する位置・時刻情報生成手段と、前記位置・時刻情報生成手段の生成による位置情報と時刻情報を基に前記太陽の日周運動に合せて前記望遠鏡の水平角または鉛直角を制御する望遠鏡制御手段と、前記望遠鏡の視準対象を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像による画像を処理して前記太陽の中心を算出する画像処理手段と、前記位置・時刻情報生成手段の生成による位置情報と時刻情報を基に太陽の位置として、前記望遠鏡の視準方向を前記太陽の中心としたときの方位角を算出する太陽位置算出手段とを備え、前記画像処理手段の算出値を基に前記望遠鏡で前記太陽の中心を視準したときに前記水平角測定手段の測定による水平角を前記太陽位置算出手段の算出による方位角で更新し、前記算出された方位角で更新された水平角が０になるまで前記望遠鏡を水平方向に移動させたときの視準方向を真北としてなる測量装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４のうちいずれか１項に記載の測量装置において、前記望遠鏡の水平軸に対する傾斜を検出するチルトセンサを備え、前記太陽位置算出手段は、前記太陽の位置として得られた方位角に関する算出値を前記チルトセンサの検出値に従って補正してなることを特徴とする測量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽を利用して真北を測量する測量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測量装置を用いた測量方法の１つとして真北測量があり、その方法には、例えば、太陽を利用した方法、地球の自転を利用した方法、北極星を利用した方法、基準点を利用した方法などがある。これらの方法のうち、日照の変化を見るための基礎データなどを作成するに際しては、太陽を利用した方法が用いられている。なお、真北測量を行うに際しては、測角機能を有する測量装置として、例えば、トータルステーション（特許文献１参照）やセオドライトを用いることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２４０５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の太陽を利用した真北測量では、太陽の日周運動に合わせて望遠鏡の視準位置をセットすることができないため、太陽の輪郭などの特徴的な部分を望遠鏡で視準する際に、太陽の動きを予測し、この予測結果を基に目標とする視準位置に望遠鏡の視準方向をセットしておき、目標とする視準位置に太陽が移動するまで待つ必要がある。このため、測量に時間を要するとともに、作業者の技量によって測定結果にばらつきが発生することがある。また太陽の位置を予測するにも、太陽の位置を予測するためのデータには、観測地に関する正確な位置情報と時刻が必要となるが、これらの点については充分に配慮されていない。
【０００５】
本発明は、前記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、太陽を利用した真北測量における作業の効率化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、請求項１に係る測量装置においては、太陽を視準対象とする望遠鏡と、観測地に設置されて前記望遠鏡を水平回転または鉛直回転自在に支持する支持手段と、前記望遠鏡の水平角を測定する水平角測定手段と、前記観測地の位置情報と時刻情報を基に太陽の位置として、前記観測地の望遠鏡から前記太陽を視準したときの視準方向を示す方位角を算出する太陽位置算出手段とを備え、前記望遠鏡で前記太陽の中心を視準したときに前記水平角測定手段の測定による水平角を前記太陽位置算出手段の算出による方位角で更新し、前記算出された方位角で更新された水平角が０になるまで前記望遠鏡を水平方向に移動させたときの視準方向を真北としてなる構成とした。
【０００７】
（作用）望遠鏡が観測地に設置されたときに、望遠鏡で太陽の中心を視準するとともに、観測地の位置情報と時刻情報を基に太陽の位置として、望遠鏡で太陽を視準したときの視準方向を示す方位角を太陽位置算出手段によって算出し、且つ望遠鏡の水平角を測定し、この測定による水平角を太陽陽位置算出手段の算出による方位角で更新し、算出された方位角で更新された水平角が０になるまで望遠鏡を水平方向に移動させたときの視準方向を真北とすることで、太陽を利用した真北測量を効率良く行うことができ、測量作業の効率化を図ることができる。
【０００８】
請求項２に係る測量装置においては、太陽を視準対象とする望遠鏡と、観測地に設置されて前記望遠鏡を水平回転または鉛直回転自在に支持する支持手段と、前記望遠鏡の水平角を測定する水平角測定手段と、ＧＰＳ信号を受信して前記観測地の位置情報と時刻情報を生成する位置・時刻情報生成手段と、前記位置・時刻情報生成手段の生成による位置情報と時刻情報を基に太陽の位置として、前記観測地の望遠鏡から前記太陽を視準したときの視準方向を示す方位角を算出する太陽位置算出手段とを備え、前記望遠鏡で前記太陽の中心を視準したときに前記水平角測定手段の測定による水平角を前記太陽位置算出手段の算出による方位角で更新し、前記算出された方位角で更新された水平角が０になるまで前記望遠鏡を水平方向に移動させたときの視準方向を真北としてなる構成とした。
【０００９】
（作用）望遠鏡が観測地に設置されたときに、この望遠鏡で太陽の中心を視準するとともに、ＧＰＳ信号を受信して観測地の位置情報と時刻情報を生成し、生成された位置情報と時刻情報を基に太陽の位置として、望遠鏡で太陽を視準したときの視準方向を示す方位角を太陽位置算出手段で算出し、且つ望遠鏡の水平角を測定し、この測定による水平角を太陽陽位置算出手段の算出による方位角で更新し、算出された方位角で更新された水平角が０になるまで望遠鏡を水平方向に移動させたときの視準方向を真北とすることで、太陽を利用した真北測量を効率良く行うことができ、測量作業の効率化を図ることができる。
【００１０】
請求項３に係る測量装置においては、太陽を視準対象とする望遠鏡と、観測地に設置されて前記望遠鏡を水平回転または鉛直回転自在に支持する支持手段と、前記望遠鏡の水平角を測定する水平角測定手段と、ＧＰＳ信号を受信して前記観測地の位置情報と時刻情報を生成する位置・時刻情報生成手段と、前記位置・時刻情報生成手段の生成による位置情報と時刻情報を基に太陽の位置として、前記観測地の望遠鏡から前記太陽を視準すべき視準方向を規定する方位角を算出する太陽位置算出手段と、前記位置・時刻情報生成手段の生成による位置情報と時刻情報を基に前記太陽の日周運動に合せて前記望遠鏡の水平角または鉛直角を制御する望遠鏡制御手段とを備え、前記望遠鏡で太陽の右端を視準したときの水平角を、前記太陽の右端視準前時の時刻情報と位置情報を基に前記太陽位置算出手段により算出された方位角で更新し、さらに、前記望遠鏡で太陽の左端を視準したときの水平角と前記太陽の左端視準時の時刻情報と位置情報を基に前記太陽位置算出手段により算出された方位角とから両者の平均値を算出し、前記望遠鏡で太陽の左端を視準したときの水平角を前記算出された平均値で更新し、前記平均値で更新された水平角が０になるまで前記望遠鏡を水平方向に移動させたときの視準方向を真北としてなる構成とした。
【００１１】
（作用）観測地に望遠鏡が設置されたときに、望遠鏡で太陽を視準するとともに、ＧＰＳ信号を受信して観測地への位置情報と時刻情報を生成し、生成された位置情報と時刻情報を基に太陽の位置として、望遠鏡で太陽を視準すべき視準方向を規定する方位角を算出し、且つ太陽の日周運動に合わせて望遠鏡の水平角または鉛直角を制御し、望遠鏡の視野内で見かけ上太陽が静止したときに、望遠鏡で太陽の右端を視準して水平角を測定するとともに、そのときの時刻情報と位置情報を基に方位角を算出し、算出されて方位角で、太陽の右端視準前時の水平角を更新し、さらに、望遠鏡で太陽の左端を視準して水平角を測定するとともに、そのとき得られた時刻情報と位置情報を基に方位角を算出し、太陽の右端視準前時の水平角と方位角とから両者の平均値を算出し、算出された平均値で太陽の右端視準前時の水平角を更新し、平均値で更新された水平角が０になるまで望遠鏡を水平方向に移動させたときの視準方向を真北とすることで、太陽を利用した真北測量を効率良く行うことができ、測量作業の効率化を図ることができるとともに、真北の視準方向を精度良く求めることができる。
【００１２】
請求項４に係る測量装置においては、太陽を視準対象とする望遠鏡と、観測地に設置されて前記望遠鏡を水平回転または鉛直回転自在に支持する支持手段と、前記望遠鏡の水平角を測定する水平角測定手段と、ＧＰＳ信号を受信して前記観測地の位置情報と時刻情報を生成する位置・時刻情報生成手段と、前記位置・時刻情報生成手段の生成による位置情報と時刻情報を基に前記太陽の日周運動に合せて前記望遠鏡の水平角または鉛直角を制御する望遠鏡制御手段と、前記望遠鏡の視準対象を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像による画像を処理して前記太陽の中心を算出する画像処理手段と、前記位置・時刻情報生成手段の生成による位置情報と時刻情報を基に太陽の位置として、前記望遠鏡の視準方向を前記太陽の中心としたときの方位角を算出する太陽位置算出手段とを備え、前記画像処理手段の算出値を基に前記望遠鏡で前記太陽の中心を視準したときに前記水平角測定手段の測定による水平角を前記太陽位置算出手段の算出による方位角で更新し、前記算出された方位角で更新された水平角が０になるまで前記望遠鏡を水平方向に移動させたときの視準方向を真北としてなる構成とした。
【００１３】
（作用）望遠鏡が観測地に設置されたときに、望遠鏡で太陽を視準するとともに、望遠鏡の水平角を測定し、且つＧＰＳ信号を受信して観測地の位置情報と時刻情報を生成し、生成された位置情報と時刻情報を基に太陽の位置として、望遠鏡で太陽を視準したときの視準方向を示す方位角を算出し、さらに太陽の日周運動に合わせて望遠鏡の水平角または鉛直角を制御し、望遠鏡の視野内で太陽を見かけ上静止させ、且つ望遠鏡の視準対象となる太陽を撮像し、この撮像による画像を処理して太陽の中心を算出し、この算出結果を基に望遠鏡で太陽の中心を視準し、このとき測定された水平角を太陽位置算出手段の算出による方位角で更新し、算出された方位角で更新された水平角が０になるまで望遠鏡を水平方向に移動させたときの視準方向を真北とすることで、太陽を利用した真北測量を効率良く行うことができ、測量作業の効率化を図ることができる。
【００１４】
請求項５に係る測量装置においては、請求項１、２、３または４のうちいずれか１項に記載の測量装置において、前記望遠鏡の水平軸に対する傾斜を検出するチルトセンサを備え、前記太陽位置算出手段は、前記太陽の位置として得られた方位角に関する算出値を前記チルトセンサの検出値に従って補正してなる構成とした。
【００１５】
（作用）望遠鏡が設置されたときに、望遠鏡が水平軸に対して傾斜していても、太陽の位置として得られた方位角に関する算出値がチルトセンサの検出値にしたがって補正されるので、望遠鏡が水平軸に対して傾斜していても、高精度な方位角を求めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る測量装置によれば、測量作業の効率化を図ることができる。
【００１７】
請求項２に係る測量装置によれば、測量作業の効率化を図ることができる。
【００１８】
請求項３に係る測量装置によれば、測量作業の効率化を図ることができるとともに、真北の視準方向を精度良く求めることができる。
【００１９】
請求項４に係る測量装置によれば、測量作業の効率化を図ることができる。
【００２０】
請求項５に係る測量装置によれば、望遠鏡が水平軸に対して傾斜していても、高精度な方位角を求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施例を示すトータルステーションの正面図、図２は、本発明の第１実施例を示すトータルステーションのブロック構成図、図３は、トータルステーションを用いて真北測量を行うときの作用を説明するためのフローチャート、図４は、本発明の第２実施例を示すトータルステーションのブロック構成図、図５（ａ）は、ラインセンサを用いて太陽の中心を求める方法を説明するための図、（ｂ）は、エリアセンサを用いて太陽の中心を求める方法を説明するための図、図６は、本発明の第３実施例を示すトータルステーションのブロック構成図である。
【００２２】
これらの図において、トータルステーション１０は、図１に示すように、測量装置として、太陽を視準対象とする望遠鏡１２を備えており、この望遠鏡１２は、一対の柱部１４間に、回転軸１２ａを介して垂直（鉛直）回転可能に取り付けられている。各柱部１４は、水平回転部１６に立設されており、水平回転部１６は、整準台１８上に水平回転可能に取り付けられている。水平回転部１６と各柱部１４によってトータルステーション本体２０が構成されており、トータルステーション本体２０と整準台１８は、望遠鏡１２を水平回転または鉛直回転（垂直回転）自在に支持する支持手段として構成されている。水平回転部１６には目盛盤（エンコーダ）が設けられていて、目盛盤が回転できるように複軸構造となっている。
【００２３】
トータルステーション１０は、図２に示すように、測点までの距離を測定する測距部（光波距離計）２２と、望遠鏡１２の水平角を制御する水平モータ２４および水平駆動部２６と、望遠鏡１２の鉛直角（垂直角）を制御する鉛直モータ２８および鉛直駆動部３０と、望遠鏡１２の水平角を測定する水平エンコーダ３２および水平測角部３４と、望遠鏡１２の鉛直角（垂直角）を測定する鉛直エンコーダ３６および鉛直測角部３８と、各種データを記憶する記憶部４０、望遠鏡１２の水平方向における傾きを検出する傾斜検出部（チルトセンサ）４２と、各種データやコマンドなどを入力する操作・入力部４４と、各種データや測定結果等を表示する表示部４６と、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信部４８と、ＧＰＳ受信部１８の受信による時刻情報を基に内部時計の時刻を補正するための時刻補正部５０と、これら各部を制御するとともに、測定に関する各種演算を行う制御演算部（太陽位置演算部）５２を備えて構成されている。なお、望遠鏡１２は、水平モータ２４や鉛直モータ２８の駆動によって鉛直角や水平角が制御されるが、手動で容易に水平方向または鉛直方向に回動させることもできるようになっている。
【００２４】
制御演算部５２は、例えば、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を用いて構成されており、ＧＰＳ受信部４８の受信によるＧＰＳ信号を入力し、入力したＧＰＳ信号を基に、トータルステーション１０が設置された観測地における位置情報、例えば、緯度、経度、高度を生成するとともに、ＧＰＳ信号の時刻情報を基に時刻補正部５０に内蔵された内部時計の時刻を補正し、補正された時刻を時刻情報として生成する位置・時刻情報生成手段として構成されている。
【００２５】
また、制御演算部５２は、観測地の位置情報と時刻情報を基に、太陽の日周運動に合わせて望遠鏡１２の水平角または鉛直角を制御するための制御信号を生成し、生成した制御信号を水平駆動部２６、鉛直駆動部３０に出力するようになっている。すなわち、制御演算部５２は、水平モータ２４、水平駆動部２６、鉛直モータ２８、鉛直駆動部３０とともに、太陽の日周運動に合わせて望遠鏡１２の水平角または鉛直角を制御する望遠鏡制御手段として構成されている。
【００２６】
また、制御演算部５２は、観測地の位置情報と観測地における時刻情報を基に太陽の位置として、望遠鏡１２で太陽を視準したときの視準方向を示す方位角を算出する太陽位置算出手段として構成されている。そして制御演算部５２は、望遠鏡１２で太陽の中心を視準したときに測定された水平角を、位置情報と時刻情報を基に算出された方位角で更新し、算出された方位角で更新された水平角が０になるまで望遠鏡１２を水平方向に移動させたときの視準方向を真北とすることで、真北測量ができるようになっている。望遠鏡１２には太陽の光量が多いので、フィルタ（セキスタント）を対物レンズ枠につけて減光させることは従来と同じである。
【００２７】
太陽の中心を望遠鏡１２で視準するに際しては、例えば、太陽の右端を望遠鏡で視準したときの方位角を求めるとともに、望遠鏡で太陽の左端を視準したときの方位角を求め、各方位角を基に太陽の中心を視準したときの方位角を求めることができる。また、制御演算部５２で算出された方位角を基に望遠鏡１２で太陽を視準したときに、この視準方向が太陽の略中心にあるとして、方位角を求めることもできる。
【００２８】
以下、太陽を利用して真北測量を行うときの具体的な方法を図３のフローチャートにしたがって説明する。まず、トータルステーション１０を観測地に設置し、ＧＰＳ受信部４８によってＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号を基に制御演算部５２において、観測地に関する時刻情報と位置情報を生成し、生成した時刻情報から時刻Ｔを設定し（ステップＳ１）、生成した位置情報から観測地の緯度・経度を設定し（ステップＳ２）、これらの情報を時刻に関するデータまたは位置に関するデータとして記憶部４０に格納する。ＧＰＳ受信部４８は、トータルステーション１０の中に設けられてもよいし、トータルステーション１０と切り離してもデータが制御演算部５２で処理できれば、どこにあっても位置誤差は問題とならない。
【００２９】
次に、作業者の操作により、望遠鏡１２を水平方向または鉛直方向に移動させて太陽を視準する（ステップＳ３）。次に、制御演算部５２は、ＧＰＳ信号から得られた時刻情報と観測地の位置情報（緯度・経度）を基に太陽の位置として、望遠鏡１２で太陽を視準したときの視準方向を示す方位角を算出する。さらに、制御演算部５２は、太陽の日周運動に合わせて望遠鏡１２の水平角または鉛直角を制御するために、位置情報と時刻情報を基に水平モータ２４に関する水平回転速度Ｖｈと鉛直モータ２８に関する鉛直回転速度Ｖｖを算出する（ステップＳ４）。
【００３０】
水平回転速度Ｖｈと鉛直回転速度Ｖｖが算出されると、水平回転速度Ｖｈと鉛直回転速度Ｖｖに対応した制御信号が制御演算部５２から水平駆動部２６と鉛直駆動部３０に出力され、水平モータ２４が水平回転速度Ｖｈで回転駆動するとともに、鉛直モータ２８が鉛直回転速度Ｖｖで回転駆動する。これにより、望遠鏡１２の視野内において太陽が見かけ上、停止した状態となる（ステップＳ５）。このあと、作業者の操作により、望遠鏡１２を水平方向または鉛直方向に微動させ、望遠鏡１２で太陽の右端に視準を合わせる。この場合、観測地の緯度・経度は変化していないが、時刻が変化しているので、このときの時刻ＴＲと、観測地の緯度・経度を用いて、制御演算部５２において、再度、太陽の位置情報として、時刻ＴＲにおける太陽の右端の方位角δＲを算出する。そしてこのとき測定された望遠鏡１２の水平角を、算出された右端の方位角δＲで更新し、望遠鏡１２の水平角をθＲとする（ステップＳ６）。
【００３１】
次に、作業者の操作により、望遠鏡１２を水平方向または鉛直方向に微動させ、望遠鏡１２で太陽の左端に視準を合わせる。この場合、観測地の緯度・経度は変化していないが、時刻が変化しているので、このときの時刻ＴＬと、観測地の緯度・経度を用いて、制御演算部５２において、再度、太陽の位置情報として、観測地における緯度・経度を基に時刻ＴＬにおける太陽の方位角δＬを算出する（ステップＳ７）。この場合、望遠鏡１２の水平角θＬと、算出された方位角δＬには誤差が生じる。
【００３２】
そこで、この誤差をなくすために、望遠鏡１２で太陽の左端を視準したときに得られた水平角θＬと算出された方位角δＬを基に両者の平均値（δＭ＝（θＬ＋δＬ／２）を太陽の左端を示す平均値として算出し、算出された平均値δＭで水平角θＬを更新し、望遠鏡１２の水平角をθＭとする。望遠鏡１２を水平角θＭが０になるまで水平方向に移動させたときの視準方向を真北とする（ステップＳ８）。
【００３３】
本実施例によれば、ＧＰＳ信号を基に観測地の時刻情報と位置情報を生成するようにしているため、事前に太陽の位置計算をする必要がなく、リアルタイムで観測地に関する位置情報と時刻情報を生成することができ、測量作業の効率を高めることができる。
【００３４】
また、太陽の日周運動に合わせて望遠鏡１２の水平角または鉛直角を制御し、望遠鏡１２の視野内で太陽を見かけ上静止させるようにしたため、太陽の中心を容易に視準することができるとともに、太陽の中心を視準したときの方位角を高精度に測定することができる。真北測量により、真北を基準にいろいろな測量を開始できる。
【００３５】
次に、本発明の第２実施例を図４にしたがって説明する。本実施例におけるトータルステーション１０は、太陽を撮像する撮像部５４と、撮像部５４の撮像による画像を処理する画像処理部５６を設けたものであり、他の構成は第１実施例のものと同様である。
【００３６】
撮像部５４は、図５（ａ）に示すように、ＣＣＤ撮像素子で構成されたラインセンサ５４ａ、５４ｂを用いて構成されており、太陽５８を撮像したときの画像の位置をラインセンサ５４ａ、５４ｂで求め、各ラインセンサ５４ａ，５４ｂの出力を画像処理部５６で処理することで、太陽５８の中心を求めることができる。
ラインセンサ５４ａ、５４ｂを用いて太陽５８の中心を求めるに際しては、ラインセンサ５４ａが太陽５８の鉛直方向の中心にあるとは限らないので、太陽５８に関する３つの方位角：（１）太陽の中心、（２）太陽の右端、（３）太陽の左端のうち、（２）太陽の右端、（３）太陽の左端を用いることはできない。しかし、ラインセンサ５４ａの中心が太陽５８の中心（水平方向）と一致するので、（１）太陽の中心を用いることができる。この場合、ラインセンサ５４ａによって、太陽５８の右端の値ａと左端の値ｂを求め、ａ、ｂから両者の中心の値ｃを求め、中心の値ｃから太陽５８の中心方位角δを設定する。このとき、中心の値ｃとラインセンサ５４ｂとの間にオフセットがあるときには、オフセットΔθを求め、δ＋Δθを視準方位角とし、望遠鏡１２の水平角を視準方位角（δ＋Δθ）で更新する。
そして、この太陽５８の中心と太陽５８の画像を表示部４６の画面上に表示することで、表示部４６の画面を見ながら望遠鏡１２を太陽５８の中心に容易に視準させることができる。
【００３７】
また、撮像部５４を構成するに際しては、図５（ｂ）に示すように、エリアセンサ５４ｃを用い、エリアセンサ５４ｃで撮像された画像を基に太陽５８の中心を求めることもできる。
【００３８】
エリアセンサ５４ｃを用いて太陽５８の中心を求めるに際しては、エリアセンサ５４ｃ内に太陽５８の画像が全て入るので、太陽５８に関する３つの方位角：（１）太陽の中心、（２）太陽の右端、（３）太陽の左端の全てを用いることができる。例えば、太陽５８の中心は、太陽５８の右端の値ａと太陽５８の左端の値ｂとの中心値（中間値）ｃとして、あるいは太陽５８の輪郭から円形のフィティング処理を行い、中心座標ｃとして求めることができる。ここで、３つの平均から視準方位角を求めるときには、エリアセンサ５４ｃ上における太陽５８の中心の値ｃ、太陽５８の右端の値ａ、太陽５８の左端の値ｂをそれぞれ求め、これらの値を基に太陽５８の中心の方位角をδ１とし、太陽５８の右端の方位角をδ２とし、太陽５８の左端の方位角をδ３とする。このとき、視準中心Ｏとの間にオフセットがあるときには、太陽５８の中心と視準中心ＯとのオフセットをΔθ１とし、太陽５８の右端と視準中心ＯとのオフセットをΔθ２とし、太陽５８の左端と視準中心ＯとのオフセットをΔθ３とする。この場合、太陽５８の中心の方位角は、δ１＋Δθ１となり、太陽５８の右端の方位角は、δ２＋Δθ２となり、太陽５８の左端の方位角は、δ３＋Δθ３となる。そして、これら３つの方位角の平均が視準方位角となる。なお、真北方向を求める手順は第１実施例と同じである。
【００３９】
次に、本発明の第３実施例を図６にしたがって説明する。本実施例は、望遠鏡１２を回転駆動するための水平モータ２４、水平駆動部２６、鉛直モータ２８、鉛直駆動部３０を省略したものであり、他の構成は第２実施例のものと同様である。
【００４０】
本実施例においては、太陽の日周運動に合わせて望遠鏡１２を回転駆動させることなく、太陽の位置情報および時刻を基に望遠鏡１２の視野内に太陽を入れ、画像処理によって得られた太陽の位置と視準方向のオフセットから方位角を算出し、測定された水平角を、算出された方位角で更新し、算出された方位角で更新された水平角が０になるまで望遠鏡１２を水平方向に移動させることで、真北に望遠鏡１２を視準させることができ、太陽を視準するための作業を少なくすることができる。
【００４１】
前記各実施例においては、ＧＰＳ信号を基に観測地の位置情報と時刻情報を生成するものについて述べたが、予め観測地の位置情報と時刻を設定し、設定された位置情報と時刻情報を基に太陽の位置を算出する方法を採用することもできる。
【００４２】
また、前記各実施例において、太陽の位置を算出するに際しては、太陽の位置として算出された方位角を、チルトセンサで構成された傾斜補正部４２の検出値にしたがって補正することで、トータルステーション１０が傾斜した状態で観測地に設置され、望遠鏡１２が水平軸に対して傾斜した場合でも、高精度な方位角を求めることができる。
【００４３】
また、測量装置としては、トータルステーション１０の代わりに、測角機能を有するセオドライトを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例を示すトータルステーションの正面図である。
【図２】本発明の第１実施例を示すトータルステーションのブロック構成図である。
【図３】トータルステーションを用いて真北測量を行うときの作用を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施例を示すトータルステーションのブロック構成図である。
【図５】（ａ）は、ラインセンサを用いて太陽の中心を求める方法を説明するための図、（ｂ）は、エリアセンサを用いて太陽の中心を求める方法を説明するための図である。
【図６】本発明の第３実施例を示すトータルステーションのブロック構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  トータルステーション
１２  望遠鏡
１８  整準台
２０  トータルステーション本体
２２  測距部
２４  水平モータ
２８  鉛直モータ
３２  水平エンコーダ
３６  鉛直エンコーダ
４２  傾斜検出部
４８  ＧＰＳ受信部
５０  時刻補正部
５２  制御演算部
５４  撮像部
５６  画像処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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