JP2001033251A - 反射プリズム用開閉装置及び反射プリズム用開閉装置を用いたトータルステーションによる測量方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ターゲットの反射プリズム以外からの反射光に
よる誤視準、誤測定を無くして、迅速かつ高精度にター
ゲットの方位や距離等を測定する測量方法及びその測量
に用いる反射プリズムの開閉装置に関するものである。 【解決手段】トータルステーションに設けられた反射プ
リズムの光軸をトータルステーションのトランシットの
光軸と合致させ、反射プリズムの入射光部分には当該部
分を開閉するシャッタを設け、ターゲット側もしくは基
準位置のトータルステーション側のいずれか一方に相互
の方位特定するための方位検出用光線を発する発光部を
設け、他方に発光部からの方位検出用光線を受光する受
光部を設け、方位検出用光線によりターゲットの方位を
検出して相互に正対させ、距離を計測するに際し、反射
プリズムの入射光部分のシャッタを開き、光波測距儀か
らシャッタじ開かれた反射プリズムに向けて発射された
測距光線の反射によりターゲットとの間の距離を測定す
るようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子式若しくは光
学式トランシットと光波測距儀を一体化したトータルス
テーションを用いてターゲットの方位や距離等を測定す
る測量方法及びその測量に用いる反射プリズムの開閉装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば暗渠を掘進機で掘削しながら推進
して行く推進工法の測量方法に関しては、特開昭５９−
２０６７０９号公報に記載されものや、特開平１１−２
３２７１号公報に記載のものが知られている。この前者
の公報に記載された測量方法では、レーザビームを発
し、ターゲットに設けられた反射鏡で反射したレーザビ
ームを補足し、そのデータからターゲットまでを測距す
る測距装置を備えたステーションをヒューム管に設置
し、かかるヒューム管を掘進機で掘削された部分に挿入
し、このステーション間の方位並びに距離をレーザビー
ムで計測するようにしたものである。

【０００３】また、後者の公報に記載された掘進工法の
測量方法は、電子式トランシットと光波測距儀を一体化
したトータルステーションの頂部に、入射光をその入射
方向に反射する反射プリズムを固定してなる測量器械
を、上記発進立坑内の基準点および推進される一連の管
体内に推進長に応じて複数台固定設置する。中間の測量
器械により、この中間の測量器械と隣り合う前方、後方
の測量器械夫々の反射プリズムを視準して、上記前方、
中間、後方の測量器械の成す水平夾角および上記中間の
測量器械から上記前方、後方の測量器械までの前方距
離、後方距離を測定する。

【０００４】次に、上記前方の測量器械により、この前
方の測量器械と隣り合う前々方、上記中間の測量器械の
夫々の反射プリズムを視準して、上記前々方、前方、中
間の測量器械の成す水平夾角および上記前方の測量器械
から上記前々方、中間の測量器械までの次の前方距離、
次の後方距離を測定する。そして、上記前方距離と上記
次の後方距離が所定の誤差内で一致したとき、さらに前
々方の測量器械による同様の視準と測定を上記発進立坑
から上記掘進機まで繰り返して、掘進機の位置を求める
ようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記各公報に記載され
た従来の測量方法の前者のものでは、例えば暗渠の曲が
りが少なく前方にターゲット以外の反射鏡が左右に重な
り合うような場合、レーザビームがターゲット以外の反
射鏡で反射することがあり、これを捕捉すると誤差を生
じてしまうという問題があった。

【０００６】また、上記各公報に記載された従来の測量
方法の後者のものでは、トータルステーションの頂部に
反射プリズムの光軸を望遠鏡の光軸に対して直交するよ
うに取り付けられているため、隣接するトータルステー
ション間の方位及び距離を測量する場合、方位を検出す
る段階でまず、一方の反射プリズムの光軸を他方のトー
タルステーションに対面させるように回転させてから方
位を検出した後、一方から他方のトータルステーション
までの距離を計測し、逆に他方のトータルステーション
から一方のトータルステーションまでの方位並びに距離
を計測し、両計測値が誤差範囲内にある時にはじめて計
測が完了するために、隣接するトータルステーション間
の方位及び距離を測量するだけでも時間を要してしま
い、暗渠全体の形状（方位並びに距離）を測量するのに
多大の時間を要してしまうという問題があった。このこ
とは、前記したのと同様に例えば曲がりが少なく前方に
ターゲット以外の反射鏡が左右に重なり合うような場
合、反射プリズムは入射方向と反射方向が同じであるこ
とから、レーザビームがターゲット以外の反射鏡で反射
することがあり、これを捕捉すると誤差を生じてしまう
のでこれを防止するために基準位置のトータルステーシ
ョンとターゲットとの相互間の距離を比較するようにし
たことによるものである。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑み提案されたも
ので、ターゲットの反射プリズム以外からの反射光によ
る誤視準、誤測定を無くして、迅速かつ高精度にターゲ
ットの方位や距離等を測定する測量方法及びその測量に
用いる反射プリズムの開閉装置に関するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかるトータルステーションによる測量方
法は、電子式または光学式トランシットと光波測距儀を
一体化したトータルステーションを用いて基準位置のト
ータルステーションからターゲットまでの方位、距離も
しくはターゲットの変位を測量するトータルステーショ
ンによる測量方法において、ターゲットまたはトータル
ステーションの一部に、入射光をその入射方向に反射す
る反射プリズムを固定してなる測量器械を設け、トータ
ルステーション及びターゲットがトータルステーション
である場合、反射プリズムの光軸をトータルステーショ
ンのトランシットの光軸と合致させ、反射プリズムの入
射光部分には当該部分を開閉するシャッタを設けるとと
もに、ターゲット側もしくは基準位置のトータルステー
ション側のいずれか一方に相互の方位特定するための方
位検出用光線を発する発光部を設け、他方に発光部から
の方位検出用光線を受光する受光部を設け、方位検出用
光線によりターゲットの方位を検出して相互に正対さ
せ、距離を計測するに際し、反射プリズムの入射光部分
のシャッタを開き、光波測距儀からシャッタが開かれた
反射プリズムに向けて発射された測距光線の反射により
ターゲットとの間の距離を測定するようにしたことを特
徴とするものである。

【０００９】また、本発明にかかるトータルステーショ
ンによる測量方法においては、トータルステーションに
よる測量方法が、発進立坑から地盤を掘削して推進する
掘進機に後続し、掘削された部分に発進立坑から掘進機
の掘進速度に合わせて管体を順次挿入してなる暗渠を掘
削する時の測量方法であって、掘進機及びこれの後方に
挿入された管体に相互に方位並びに距離を検出する光学
的な方位検出手段と距離検出手段とを設け、この光学的
な方位検出手段と距離検出手段とによって掘進された部
分の形状の測量または／及び先導の掘進機の位置の検出
並びに掘進機の方向を制御をするようにしたことも特徴
とするものである。

【００１０】本発明にかかるトータルステーションによ
る測量方法に用いる反射プリズム用開閉装置は、基準位
置のトータルステーションからターゲットまでの方位、
距離もしくはターゲットの変位を測量するトータルステ
ーションによる測量方法に用いられるトータルステーシ
ョンを、電子式または光学式トランシットと光波測距儀
を一体化して形成し、このトータルステーションの一部
に入射光をその入射方向に反射する反射プリズムを固定
した測量器械を付設するとともに、この反射プリズムは
その光軸をトータルステーションのトランシットの光軸
と合致させ、反射プリズムの入射光部分に当該部分を開
閉するシャッタ機構を配設し、この反射プリズムの入射
光部分を開閉するシャッタ機構は、遮閉部を測量器械の
一部若しくは測量器械に取り付けられたフレームに回動
自在に枢支され、この遮閉部を方位並びに距離の検出操
作に連動する回動手段で開閉可能に構成したことを特徴
とするものである。

【００１１】更に、本発明にかかるトータルステーショ
ンによる測量方法に用いる反射プリズム用開閉装置にお
いては、シャッタ機構が、暗渠を掘削する時の掘削機の
制御及び掘削された暗渠の形状を測量する方法に用いら
れるトータルステーションに付設された反射プリズムの
シャッタ機構であることも特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるトータルス
テーションによる測量方法及びトータルステーションに
よる測量方法に用いる反射プリズム用開閉装置を図面に
基づいて説明する。図１は、暗渠を掘進機によりシール
ド掘削する時にその掘進機の制御並びに掘削された穴の
形状を測量する時に使用される測量器械の背面図、図２
は側面図、図３は測量器械の正面図であって、図中符号
１は測量器械を全体的に示す。

【００１３】この測量器械１は、電子式トランシット２
と光波測距儀３を一体化したトータルステーション４
と、この把手５の頂部に取付けられ方位検出用光線を発
生する発光部６を設けた投光装置７とを備えてなり、こ
の投光装置７には光波測距儀３と協動して測距する反射
プリズム８が取付けられている。上記電子式トランシッ
ト２は、ターゲットを視準する望遠鏡９と、この望遠鏡
９から測距用のレーザビームを上記反射プリズム８に向
けて発光させ、反射されたレーザビームによりターゲッ
ト間の距離データを解析する解析装置１０を望遠鏡９の
下部に備えてなる。

【００１４】光波測距儀３の前面部分には投光装置７の
発光部６からの方位検出用光線を受ける受光部１１が設
けられており、この受光部１１が発光部６からの方位検
出用光線を受けるとこれに基づいてターゲットの方位を
特定し、測量器械１をその特定された方向に設定するよ
うになっている。反射プリズム８は、特開平１１−２３
２７１号公報（以下、単に公報と言う）にも記載されて
いるような入射方向と反射方向とが同じである周知構造
のもので、その入射方向と反射方向が平面視において電
子式トランシット２の望遠鏡９の光軸と合致する状態で
上記投光装置７のケーシング１２部分に取り付けられて
いる。

【００１５】また、投光装置７のケーシング１２部分に
は反射プリズム８の前面部分を開閉するこの反射プリズ
ム８の入射光部分を開閉するシャッタ機構１３が設けら
れている。このシャッタ機構１３は、図４及び図５に示
すように投光装置７のケーシング１２の上端寄り部に嵌
合する支持ブラケット１４と、この支持ブラケット１４
に両端の枢支軸１５を介して回動自在に支持された側面
視円弧状のシャッタ１６と、一方の枢支軸１５を介して
シャッタ１６を回動操作するロータリソレノイド（回動
手段）１７とからなる。ロータリソレノイド１７は支持
ブラケット１４の側面部分に固定され、図示は省略した
が測量器械１を総合的に制御する制御装置により駆動さ
れ、ロータリソレノイド１７が“ＯＮ”になるとシャッ
タ１６を回動操作して反射プリズム８の前面部分を開く
ようになっている。

【００１６】上記のように形成された測量器械１を用い
て掘進機の姿勢制御並びに暗渠の形状を測量する場合を
次に説明する。図６はシールド掘進機２０を先導として
穿孔された暗渠の側面図を示すものであり、この暗渠２
１には上記公報にも示される通り、シールド掘進機２０
の後方にはヒューム管が挿入されるのであるが、便宜上
ヒューム管は省略してある。また、シールド掘進機２０
の姿勢制御とシールド掘進機２０で穿孔された暗渠２１
の形状を測量するにあたり、シールド掘進機２０の後面
には反射プリズム８を備えた投光装置７を、暗渠２１
（ヒューム管内部）に複数の測量器械１を配置する。

【００１７】次に、暗渠２１に配置された複数の測量器
械１のうち、立坑側（図上左側）の基準位置の測量器械
１から隣接する奥側（図上右側）のターゲットとなる測
量器械１の方位並びに距離を計測する場合、先ず、シー
ルド掘進機２０の後面に取り付けられた反射プリズム８
のシャッタ機構１３はそのロータリソレノイド１７を
“ＯＦＦ”にしてシャッタ１６で反射プリズム８の前面
部分を閉じ、ターゲットの測量器械１の反射プリズム８
のシャッタ機構１３のシャッタ１６は上げて反射プリズ
ム８の前面部分を開けておく。次に、図７に示すように
ターゲット側の測量器械１の投光装置７の発光部６から
赤外線からなる方位検出用光線を発射させる。この発光
部６から発射された赤外線を基準位置の測量器械１が図
８にＡで示すようにサーチ揺動しながらその受光部１１
が受けると、基準位置の測量器械１がターゲットの測量
器械１に正しく対面した状態で停止して正対する。

【００１８】しかして基準位置の測量器械１がターゲッ
トの測量器械１に正対した後、図９に示すように基準位
置の測量器械１の望遠鏡９から測距用のレーザビームＢ
をターゲット側の反射プリズム８に向けて発射させ、反
射プリズム８で反射されたレーザビームＢを基準位置の
測量器械１の望遠鏡９が受けると、その発射から受光ま
での時間及び基準位置の測量器械１の望遠鏡９の仰角θ
とから解析装置１０でその距離が算出される。ここで、
暗渠２１が緩く曲がっているような時、ターゲットの測
量器械１の反射プリズム８とシールド掘進機２０の後面
に取り付けられた反射プリズム８とが左右に位置してい
ても、掘進機２０の後面の反射プリズム８は閉じられて
いることから、基準位置の測量器械１の望遠鏡９から発
射された測距用のレーザビームＢは開かれているターゲ
ットの測量器械１の反射プリズム８でしか反射しないの
で誤認することが無くターゲットの正しい位置を測量す
ることができることになる。

【００１９】こうして、基準位置の測量器械１からのタ
ーゲットの測量器械１の方位と距離により暗渠２１の形
状が測量されるとともに、同様の手順で得られたシール
ド掘進機２０とこれの後続の測量器械１との間の測量さ
れた暗渠２１の形状が、暗渠の計画されている形状と比
較されてシールド掘進機２０の姿勢制御にフィードバッ
クされるのである。尚、上記実施の形態では暗渠を掘進
機によりシールド掘削する場合を例に説明してあるが、
本発明はこうしたものに限られず、例えば地上にあるタ
ーゲットの位置の変化例えば沈降具合等を検出する場合
にも実施することができるのは勿論のことである。ま
た、上記実施の形態では回動手段としてロータリソレノ
イドを使用するようにしてあるが、こうしたものに限ら
れず、二位置切替えのソレノイドにしたり、モータを使
用することもできるのは勿論である。

【００２０】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
トータルステーションで測量するターゲットの一部に、
入射光をその入射方向に反射する反射プリズムを固定し
てなる測量器械を設け、反射プリズムの光軸をトータル
ステーションのトランシットの光軸と合致させるととも
に、反射プリズムの入射光部分には当該部分を開閉する
シャッタを設け、方位及び距離を計測する部分の反射プ
リズムの入射光部分のシャッタを開き、トータルステー
ションと測量器械の何れか一方に、方位及び距離を計測
する為に相手側の反射プリズムに向けて方位検出用光線
を発する発光部と、発光部からの方位検出用光線を受光
する受光部を設け、当該反射光により距離を計測する相
手の方位を検出して相互に正対させた後、光波測距儀か
ら相手側の反射プリズムに向けて発射された測距光線の
反射により計測される相互のトータルステーション間の
距離を測定するようにしてあるので、曲がりが少ない形
状で前方にターゲット以外の反射鏡が左右に重なり合う
ような場合でもターゲット以外の反射鏡はシャッタで閉
じておくだけで、レーザビームがターゲット以外の反射
鏡での反射を防止でき、誤視準をなくし、誤視準による
測量の誤差を無くせると言う利点がある。

【００２１】また、方位検出用光線を発する発光部と反
射プリズムで反射された方位検出用光線を受光する受光
部を設け、当該反射光により距離を計測する相手の方位
を検出して相互に正対させた後、測距光線で測距するよ
うにしてあるので、従来のように、一方の反射プリズム
の光軸を他方のトータルステーションに対面させるよう
に回転させてから方位を検出した後、一方から他方のタ
ーゲットまでの距離を計測し、逆に他方のターゲットか
ら一方のトータルステーションまでの方位並びに距離を
計測し、両計測値を比較して測量するようにしたものに
比べ、ターゲットの反射プリズム以外からの反射光によ
る誤視準、誤測定を無くして、短時間のうちに高精度に
ターゲットの方位や距離等を測定することができる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明にかかる測量器械の背面図である。

【図２】は本発明にかかる測量器械の側面図である。

【図３】は本発明にかかる測量器械の正面図である。

【図４】は本発明にかかる測量器械の反射プリズムに付
設されるシャッタ機構のの正面図である。

【図５】は本発明にかかる測量器械の反射プリズムに付
設されるシャッタ機構のの側面図である。

【図６】は本発明にかかる測量器械の使用状態の概略図
である。

【図７】は本発明にかかる測量器械の方位の検出作動を
示す側面図である。

【図８】は本発明にかかる測量器械の方位を検出する作
動を示す平面図である。

【図９】は本発明にかかる測量器械の距離を検出する作
動を示す平面図である。

【符号の説明】

１・・・測量器械 ２・・・トランシット ３・・・光波測距儀 ４・・・トータルステーション ６・・・発光部 ８・・・反射プリズム １１・・・受光部 １６・・・シャッタ １７・・・回動手段（ロータリソレノイド）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子式または光学式トランシットと光波測
   距儀を一体化したトータルステーションを用いて基準位
   置のトータルステーションからターゲットまでの方位、
   距離もしくはターゲットの変位を測量するトータルステ
   ーションによる測量方法において、ターゲットまたはト
   ータルステーションの一部に、入射光をその入射方向に
   反射する反射プリズムを固定してなる測量器械を設け、
   トータルステーション及びターゲットがトータルステー
   ションである場合、反射プリズムの光軸をトータルステ
   ーションのトランシットの光軸と合致させ、反射プリズ
   ムの入射光部分には当該部分を開閉するシャッタを設け
   るとともに、ターゲット側もしくは基準位置のトータル
   ステーション側のいずれか一方に相互の方位特定するた
   めの方位検出用光線を発する発光部を設け、他方に発光
   部からの方位検出用光線を受光する受光部を設け、方位
   検出用光線によりターゲットの方位を検出して相互に正
   対させ、距離を計測するに際し、反射プリズムの入射光
   部分のシャッタを開き、光波測距儀からシャッタが開か
   れた反射プリズムに向けて発射された測距光線の反射に
   よりターゲットとの間の距離を測定するようにしてなる
   反射プリズム用開閉装置を用いたトータルステーション
   による測量方法。
2. 【請求項２】トータルステーションによる測量方法が、
   発進立坑から地盤を掘削して推進する掘進機に後続し、
   掘削された部分に発進立坑から掘進機の掘進速度に合わ
   せて管体を順次挿入してなる暗渠を掘削する時の測量方
   法であって、掘進機及びこれの後方に挿入された管体に
   相互に方位並びに距離を検出する光学的な方位検出手段
   と距離検出手段とを設け、この光学的な方位検出手段と
   距離検出手段とによって掘進された部分の形状の測量ま
   たは／及び先導の掘進機の位置の検出並びに掘進機の方
   向を制御をするようにしたことを特徴とする請求項１に
   記載の反射プリズム用開閉装置を用いたトータルステー
   ションによる測量方法。
3. 【請求項３】基準位置のトータルステーションからター
   ゲットまでの方位、距離もしくはターゲットの変位を測
   量するトータルステーションによる測量方法に用いられ
   るトータルステーションを、電子式または光学式トラン
   シットと光波測距儀を一体化して形成し、このトータル
   ステーションの一部に入射光をその入射方向に反射する
   反射プリズムを固定した測量器械を付設するとともに、
   この反射プリズムはその光軸をトータルステーションの
   トランシットの光軸と合致させ、反射プリズムの入射光
   部分に当該部分を開閉するシャッタ機構を配設し、この
   反射プリズムの入射光部分を開閉するシャッタ機構は、
   遮閉部を測量器械の一部若しくは測量器械に取り付けら
   れたフレームに回動自在に枢支され、この遮閉部を方位
   並びに距離の検出操作に連動する回動手段で開閉可能に
   構成したことを特徴とする反射プリズム用開閉装置。
4. 【請求項４】シャッタ機構が、暗渠を掘削する時の掘削
   機の制御及び掘削された暗渠の形状を測量する方法に用
   いられるトータルステーションに付設された反射プリズ
   ムのシャッタ機構である請求項３に記載の反射プリズム
   用開閉装置。