(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
公共測量データから求められた公共座標値を有して点在する多数の固定基準点の位置情報を、ＧＰＳ手段により測位された観測データから求められる論理座標値としてリアルタイムで発信する公共の固定基準局と、
上空環境等を原因としてＧＰＳ手段による測位に含まれる誤差を前記観測データに基づいて補正することにより補正観測データを提供する仮想基準データ配信局と、
ＧＰＳ手段により目標測量地点を測位する測量移動局とから構成される測量システムにおいて、
測量移動局のＧＰＳ手段により測位された目標測量地点(o)に関して、点在する多数の固定基準点のうち目標測量地点(o)に可及的近い固定基準点により囲まれたエリア内で目標測量地点(o)に対応する仮想基準点(p)を求め、
前記仮想基準点(p)に関して、前記エリアに関する補正観測データに基づいて仮想基準点(p)の論理座標値を作成すると共に、該論理座標値と前記固定基準点の論理座標値及び公共座標値とに基づいて公共座標としての仮想基準点(P)の公共座標値を求め、
前記仮想基準点(P)の公共座標値に基づいて目標測量地点(o)の公共座標値を求め測量データとして記録する測量支援システムを構成して成ることを特徴とする測量システム。
【請求項２】
測量支援システムは、論理座標値を公共座標値に変換する変換プログラムを備えていることを特徴とする請求項１に記載の測量システム。
【請求項３】
測量支援システムが仮想基準データ配信局に設けられており、公共座標値により表された仮想基準点(P)を仮想基準データ配信局から測量移動局に向けて発信することを特徴とする請求項１又は２に記載の測量システム。
【請求項４】
測量支援システムが仮想基準データ配信局と測量移動局との間の通信手段に介装されており、論理座標値により表された仮想基準点を仮想基準データ配信局から発信した後に公共座標値に変換し、公共座標値により表された仮想基準点(P)を測量移動局に受信せしめることを特徴とする請求項１又は２に記載の測量システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳを利用した測量方法であって、公共の固定基準局から得られる観測データを利用することにより、ＧＰＳ手段による測位に含まれる誤差を補正すると共に、仮想基準点を供給し、精度の高い測量を行わしめる測量方法において、測量データを行政上の公共測量データに合致した公共座標値により表示できるようにした測量システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）を利用したリアルタイム測位による測量方法が知られている。この測量方法は周知の通りであって、複数の作業者は、ＧＰＳアンテナと、ＧＰＳ受信機と、携帯パソコン等の記録装置と、携帯電話等の送受信機、その他の機材等を携帯することにより、測量移動局を構成し、ＧＰＳ衛星を利用したＧＰＳ手段により目標測量地点を測位すると共に、測量データを記録装置に記録する。
【０００３】
ところが、このようなＧＰＳによる測位を行う場合、ＧＰＳ衛星からの信号は、地上の測量移動局に到達するまでに、上空環境における自然条件（電離層や対流圏）の影響や、衛星自体が有する問題（時間同期や軌道誤差）から、「遅れ」や「乱れ」を生じ、地上での測位データに誤差を発生する。一般的に、データの誤差は、数メートル以上に及ぶと言われている。
【０００４】
そこで、このような誤差を補正するための補正システムが提供されている。この補正システムは、点在する多数の固定基準点に設けられた固定測位局を含む公共の固定基準局（多数の固定測位局を総称して固定基準局という）と、仮想基準データ配信局とから構成されている。
【０００５】
固定基準局は、地震発生や地殻変動等を観測するために国土地理院が設置した既設の設備が利用される。国土地理院は、平成１４年からデータを民間に開放しており、前記固定基準点の位置情報をＧＰＳ手段により測位し、観測データとしてリアルタイムで発信している。
【０００６】
仮想基準データ配信局は、前記固定基準局の観測データを受信することにより、該観測データに基づいて、前述のようなＧＰＳの測位データに含まれる誤差を補正することにより補正観測データを作成し、測量移動局に発信する。
【０００７】
しかしながら、従来のＧＰＳ測量方法は、論理座標値としての測量データを作成するものであるから、公共測量データとの間において混乱を生じたり、測量データを行政上の目的等に利用できず、その他、種々の問題を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、仮想基準データ配信局から補正観測データを作成する場合、該補正観測データに基づいて求めた目標測量地点ｏに対応する仮想基準点ｐの位置情報を作成し、測量移動局に発信することにより従来技術の問題点を解決できることを知見した。
【０００９】
図１に示すように、単数又は複数の作業者１は、ＧＰＳアンテナ２と、ＧＰＳ受信機（後述する符号３）と、携帯パソコン等の記録装置４と、携帯電話等の送受信機（後述する符号５）、その他の機材等を携帯することにより、測量移動局６を構成し、ＧＰＳ衛星７を利用したＧＰＳ手段により目標測量地点ｏを測位すると共に、測量データを記録装置４に記録する。この際、点在する多数の固定基準点ａ、ｂ、ｃ・・・に設けられた固定測位局８ａ、８ｂ、８ｃ・・・を含む公共の固定基準局８（多数の固定測位局８ａ、８ｂ、８ｃ・・・を総称して固定基準局８という）と、仮想基準データ配信局９に基づいて、補正システムが構成されている。従って、仮想基準データ配信局９は、前記固定基準局８の観測データを受信することにより、該観測データに基づいて、前述のようなＧＰＳの測位データに含まれる誤差を補正することにより補正観測データを作成し、測量移動局６に発信する。
【００１０】
そこで、測量移動局６は、ＧＰＳ手段によって目標測量地点ｏを測位し、その位置情報を仮想基準データ配信局９に知らせる。これに応じて、仮想基準データ配信局９は、目標測量地点ｏに対応する仮想基準点ｐの位置情報を測量移動局６に提供する。仮想基準点ｐは、図１に示すように、点在する多数の固定基準点のうち目標測量地点ｏに可及的近い固定基準点ａ、ｂ、ｃを頂点として形成される三角形のエリア内で求められ、補正観測データに基づいて求められた測量地点ｏに対応しているので、前述のような誤差を補正された精度の高い位置情報として測量移動局６に与えられる。従って、測量移動局６においては、仮想基準点ｐから目標測量地点ｏまでの距離ｄを測ることにより、前述したようなＧＰＳに伴う誤差の影響を受けない高い精度の下で、目標測量地点ｏの測位データを取得することができる。これにより、測量移動局６により作成される測量データは、その誤差をセンチメートル単位まで低下した高精度のものとなる。因みに、仮想基準点ｐは、理想的には目標測量地点ｏと一致することが好ましいが、目標測量地点ｏに近傍していれば良い。
【００１１】
ところで、仮想基準データ配信局９から測量移動局６に与えられる仮想基準点ｐは、上述のように、測量移動局６から知らされた目標測量地点ｏに対応して、仮想基準データ配信局９が補正観測データに基づいて作成するものであるから、ＧＰＳ手段による実測値を基本とした論理座標値で表される。従って、この仮想基準点ｐに基づいて測量移動局６が求める目標測量地点ｏの測位データも論理座標値で表されることになる。
【００１２】
しかしながら、道路や橋梁を始めとする土地や家屋等に関して、国や地方公共団体やその他の公共機関が保有する行政上の公共測量データは、永年の蓄積の上に作成されており、前述のような論理座標値とは必ずしも一致していない。即ち、公の公共測量データは、少なからず実測による論理座標値との間において誤差を有している（本明細書において、ＧＰＳによる実測の座標値を「論理座標値」といい、これに対して公共測量データにより特定される座標値を「公共座標値」という）。
【００１３】
このため、新たな測量により論理座標値としての測量データを作成しても、公共測量データとの間において混乱を生じるという問題があり、また、その測量データを行政上の目的等に利用できないという問題がある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のようなＧＰＳを利用した測量方法において、測量移動局６により記録される目標測量地点ｏの座標を公共測量データに合致する公共座標値で表示せしめることを目的とし、その実現を可能とした測量支援システムを提供するものである。
【００１５】
このような測量支援システムは、前述の論理座標値を公共座標値に変換して整合させることにより達成される。この点に関して、本発明が特徴とする仮想基準点情報による測量方法は、固定基準局８の観測データに基づいて行われるので、固定基準局８から得られる情報を利用するのが有利である。即ち、固定基準局に関しては、個々の固定基準点の座標について、観測データから求められる論理座標値と、公開された行政上の公共測量データから求められる公共座標値との二つの座標データを利用することができるので、これに基づいて論理座標値を公共座標値に変換して整合させる変換プログラムを構築することが可能になる。
【００１６】
つまり、上述の通り、国土地理院が設置した既設の固定基準局の固定基準点は公共座標値の上に存在して基準とされているが、それが観測する地震や地殻変動等を受けることにより、リアルタイムでＧＰＳにより測位される固定基準点の位置情報（論理座標値）と、前記公共座標値との間に誤差を有するので、これを利用することにより仮想基準点の論理座標値を公共座標値に変換することが可能になる。そして、仮想基準点ｐは、点在する多数の固定基準点のうち目標測量地点ｏに可及的近い固定基準点ａ、ｂ、ｃを頂点として形成される三角形のエリア内で求められるので、これにより固定基準点ａ、ｂ、ｃの公共座標に対応した公共座標値への変換が可能になる。
【００１７】
そこで、本発明が手段として構成したところは、公共測量データから求められた公共座標値を有して点在する多数の固定基準点の位置情報を、ＧＰＳ手段により測位された観測データから求められる論理座標値としてリアルタイムで発信する公共の固定基準局と、上空環境等を原因としてＧＰＳ手段による測位に含まれる誤差を前記観測データに基づいて補正することにより補正観測データを提供する仮想基準データ配信局と、ＧＰＳ手段により目標測量地点を測位する測量移動局とから構成される測量システムにおいて、測量移動局のＧＰＳ手段により測位された目標測量地点(o)に関して、点在する多数の固定基準点のうち目標測量地点(o)に可及的近い固定基準点により囲まれたエリア内で目標測量地点(o)に対応する仮想基準点(p)を求め、前記仮想基準点(p)に関して、前記エリアに関する補正観測データに基づいて仮想基準点(p)の論理座標値を作成すると共に、該論理座標値と前記固定基準点の論理座標値及び公共座標値とに基づいて公共座標としての仮想基準点(P)の公共座標値を求め、前記仮想基準点(P)の公共座標値に基づいて目標測量地点(o)の公共座標値を求め測量データとして記録する測量支援システムを構成して成る点にある。
【００１８】
本発明において、測量支援システムは、論理座標値を公共座標値に変換するプログラムを備えている。
【００１９】
測量支援システムは、仮想基準データ配信局に設けても良く、又は仮想基準データ配信局と測量移動局との間の通信手段に介装しても良く、或いは測量移動局に設けても良い。
【００２０】
測量支援システムを仮想基準データ配信局に設けた場合、補正観測データに基づいて仮想基準点情報を作成するに際し、固定基準点ａ、ｂ、ｃ・・・に関して観測データにより示される論理座標値が公共座標に対応する公共座標値に変換される。このような変換は、仮想基準点ｐの情報の作成前に行っても良く又は作成後に行っても良い。これにより、公共座標値により表された仮想基準点情報が仮想基準データ配信局から測量移動局に向けて発信される。
【００２１】
測量支援システムを仮想基準データ配信局と測量移動局との間の通信手段に介装した場合、論理座標値により表された仮想基準点情報が仮想基準データ配信局から発信された後、公共座標値に変換され、公共座標値により表された仮想基準点情報として測量移動局に受信せしめられる。
【００２２】
測量支援システムを測量移動局に設けた場合、論理座標値により表された仮想基準点情報が仮想基準データ配信局から発信されると共に測量移動局において受信された後、公共座標値に変換される。測量移動局においては、公共座標値に変換された仮想基準点Ｐに基づいて目標測量地点ｏの座標（公共座標値）を求めても良く、又は、論理座標値のままの仮想基準点ｐに基づいて目標測量地点ｏの座標（論理座標値）を求めた後、該目標測量地点ｏの座標を論理座標値から公共座標値に変換しても良い。これにより、公共座標値により表された目標測量地点ｏが測量データとして記録される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の好ましい実施形態を詳述する。
【００２４】
本発明の測量システムは、測量支援システム以外の構成は、図１に基づいて上述した通りであるから、重複する説明は省略する。
【００２５】
本発明の測量支援システムは、ＧＰＳにより実測される論理座標値を公共測量データにより特定される公共座標値に変換せしめるプログラムを具備している。変換プログラムを実行するために必要なデータは、固定基準局８を構成する多数の固定測位局８ａ、８ｂ、８ｃ・・・の固定基準点ａ、ｂ、ｃ・・・の個々に関して、観測データから求められる論理座標値と、公開されている行政上の公共測量データから求められる公共座標値との二つの座標データが利用される。
【００２６】
上述の通り、測量移動局６がＧＰＳ手段によって測位した目標測量地点ｏの位置情報を仮想基準データ配信局９に知らせると、仮想基準データ配信局９は、図１に示すように、点在する多数の固定基準点のうち目標測量地点ｏに可及的近い固定基準点ａ、ｂ、ｃを頂点として形成される三角形のエリア内で目標測量地点ｏに対応する仮想基準点ｐの位置情報を測量移動局６に提供する。上述のように、仮想基準点ｐの論理座標値（ｘｐ、ｙｐ、ｚｐ）は、上記補正観測データに基づいて求められた目標測量地点ｏに対応しているが、公共座標値には一致していないので、次のようにして公共座標値に変換される。
【００２７】
固定基準局８を構成する固定基準点ａ、ｂ、ｃを含む全ての固定基準点は、それぞれ、公開された行政上の公共測量データから求められた公共座標値と、観測データからリアルタイムで求められた論理座標値との二つの座標データを有しており、各固定基準点について、このような二つの座標値が組ないし対として表される。つまり、上述の通り、例えば国土地理院が設置した既設の固定基準局の場合、その固定基準点は、それぞれ、公共座標の上に点在するものとして公共座標値が公開されている一方で、観測する地震や地殻変動等を受けることにより、ＧＰＳにより測位されるそれぞれの論理座標値をリアルタイムで発信している。
【００２８】
従って、図２に示すように、仮想基準点ｐを求めるための固定基準点ａ、ｂ、ｃにも、論理座標値で表される座標値〔ａ点（ｘａ、ｙａ、ｚａ）、ｂ点（ｘｂ、ｙｂ、ｚｂ）、ｃ点（ｘｃ、ｙｃ、ｚｃ）〕と、公共座標値で表される座標値〔Ａ点（ＸＡ、ＹＡ、ＺＡ）、Ｂ点（ＸＢ、ＹＢ、ＺＢ）、Ｃ点（ＸＣ、ＹＣ、ＺＣ）〕の二つが組ないし対として備えられる。
【００２９】
そこで、論理座標値で表される固定基準点ａ、ｂ、ｃと論理座標値で表される仮想基準点ｐ（ｘｐ、ｙｐ、ｚｐ）との間の距離をそれぞれｓａ、ｓｂ、ｓｃとすると、仮想基準点は、論理座標値で表される仮想基準点ｐ（ｘｐ、ｙｐ、ｚｐ）から、次のようにして、公共座標値で表される仮想基準点Ｐ（ＸＰ、ＹＰ、ＺＰ）を求めることができる。本発明によれば、各固定基準点について論理座標値と公共座標値との二つの座標データを有するので、下記に例示する計算方法に限らず、二つの座標データに基づいて自由に種々の変換プログラムを構築することができる。
【００３０】
公共座標値で表される仮想基準点ＰのＸＰは、次の数式１により求められる。
【数１】
0003926732.tif 000002
【００３１】
公共座標値で表される仮想基準点ＰのＹＰは、次の数式２により求められる。
【数２】
0003926732.tif 000003
【００３２】
公共座標値で表される仮想基準点ＰのＺＰは、次の数式３により求められる。
【数３】
0003926732.tif 000004
【００３３】
そこで、仮想基準点は、論理座標値で表される仮想基準点ｐ（ｘｐ、ｙｐ、ｚｐ）から公共座標値で表される仮想基準点Ｐ（ＸＰ、ＹＰ、ＺＰ）に変換されるので、これに基づいて、測量移動局６においては、前記変換された仮想基準点Ｐから目標測量地点ｏまでの距離ｄを測ることにより、目標測量地点ｏの公共座標値を求め、測量データとして記録する。
【００３４】
図３は、測量支援システム１０を仮想基準データ配信局９に設けた実施例を示している。この場合、仮想基準データ配信局９において、補正観測データに基づいて仮想基準点情報を作成するに際し、固定基準点ａ、ｂ、ｃ・・・に関して観測データにより示される論理座標値を公開されている公共座標値に変換せしめることにより、仮想基準点の論理座標値を公共座標値に変換することができる。論理座標値から公共座標値への変換は、図２に示したように、論理座標値で表される仮想基準点ｐを作成した後、これを変換することにより、公共座標値で表される仮想基準点Ｐを作成しても良いが、必ずしも、このような方法に限るものではない。これにより、公共座標値により表された仮想基準点情報が仮想基準データ配信局９から送受信機１１を介して測量移動局６に向けて発信される。そこで、測量移動局６では、送受信機５により公共座標値で表された仮想基準点Ｐを受信するので、公共座標値としての目標測量地点ｏが求められ、測量データとして記録装置４に記録される。
【００３５】
図４は、測量支援システム１０を仮想基準データ配信局９と測量移動局６との間の通信手段１２に介装した実施例を示している。この場合、論理座標値により表された仮想基準点ｐの情報が仮想基準データ配信局９から発信された後、通信手段上で公共座標値に変換され、公共座標値により表された仮想基準点Ｐの情報が測量移動局６に受信せしめられる。例えば、測量支援システム１０が第三者機関により設けられる場合、仮想基準データ配信局９から発信された論理座標値で表された仮想基準点ｐが通信過程において測量支援システム１０を経由され、公共座標値に変換された後、測量移動局６に受信される。通信手段１２をインターネットにより構成する場合、測量支援システム１０による変換はインターネット上で行われる。この実施例においても、測量移動局６は、送受信機５により公共座標値で表された仮想基準点Ｐを受信するので、公共座標値としての目標測量地点ｏを求め、測量データとして記録装置４に記録すれば良い。
【００３６】
図５は、測量支援システム１０を測量移動局６に設けた実施例の第１例を示しており、測量支援システム１０は、送受信機５と記録装置４の間に介装されている。この場合、論理座標値により表された仮想基準点ｐの情報が仮想基準データ配信局９から発信される。測量移動局６は、これを送受信機５で受信した後、測量支援システム１０により公共座標値に変換し、公共座標値により表された仮想基準点Ｐを記録装置４に入力し、記録装置４により目標測量地点ｏを求め測量データとして記録せしめる。
【００３７】
図６は、測量支援システム１０を測量移動局６に設けた実施例の第２例を示している。測量支援システム１０は、記録装置４に設けられており、この際、図示のように記録装置４に連結する構成としても良いが、記録装置４の内部に組込むことが好ましい。この場合も、論理座標値により表された仮想基準点ｐの情報が仮想基準データ配信局９から発信される。測量移動局６は、これを送受信機５で受信した後、論理座標値で表された仮想基準点ｐを記録装置４に入力する。記録装置４は、仮想基準点ｐを測量支援システム１０により公共座標値に変換し、公共座標値により表された仮想基準点Ｐから目標測量地点ｏを求め、測量データとして記録する。或いは、論理座標値で表された仮想基準点ｐから直ちに論理座標値で表される目標測量地点ｏの座標を求め、その後に目標測量地点ｏの座標を論理座標値から公共座標値に変換し、測量データとして記録しても良い。
【００３８】
【発明の効果】
従来のＧＰＳ測量方法が論理座標値としての測量データを作成するものであるから、公共測量データとの間において混乱を生じたり、測量データを行政上の目的等に利用できないという問題を有するのに対して、本発明によれば、測量支援システムにより測量データを公共測量データに合致する公共座標値で表示することができるという効果がある。
【００３９】
特に、本発明によれば、測量移動局６のＧＰＳ手段により測位された目標測量地点ｏに関して、点在する多数の固定基準点のうち目標測量地点ｏに可及的近い固定基準点ａ、ｂ、ｃにより囲まれたエリア内で目標測量地点ｏに対応する仮想基準点ｐを求め、測量移動局６に提供するものであるから、該仮想基準点ｐに基づいて測量移動局６の目標測量地点ｏの座標値を求めることが可能になるという利点があり、特に、論理座標値を公共座標値に変換せしめる測量支援システムの実現のために、観測データを発信する固定基準局８が個々の固定基準点ａ、ｂ、ｃの座標値に関して提供する論理座標値と公共座標値との二つの座標データを利用することにより、仮想基準点の論理座標値を公共座標値に変換し、該仮想基準点の公共座標値に基づいて目標測量地点ｏの公共座標値を求めるものであるから、新たに膨大な設備を必要とせず比較的容易に実施することが可能であると共に、精度の高い正確な変換プログラムを確実に構築することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるＧＰＳを利用した測量方法の概略を示す説明図である。
【図２】本発明の測量支援システムにおいて、固定基準局の固定基準点と仮想基準点に関する論理座標値と公共座標値との関係を示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態に関して測量支援システムを仮想基準データ配信局に設けた実施例を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態に関して測量支援システムを仮想基準データ配信局と測量移動局との間の通信手段に設けた実施例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態に関して測量支援システムを測量移動局に設けた実施例の第１例を示しており、測量支援システムを送受信機と記録装置の間に介装した実施例を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態に関して測量支援システムを測量移動局に設けた実施例の第２例を示しており、測量支援システムを記録装置に設けた実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
３ ＧＰＳ受信機
４ 記録装置
５ 送受信機
６ 測量移動局
８ 固定基準局
９ 仮想基準データ配信局
１０ 測量支援システム
ａ、ｂ、ｃ 固定基準点
ｏ 目標測量地点
ｐ 仮想基準点
【図１】
0003926732.tif 000005
【図２】
0003926732.tif 000006
【図３】
0003926732.tif 000007
【図４】
0003926732.tif 000008
【図５】
0003926732.tif 000009
【図６】
0003926732.tif 000010