説明

電波及び光方式3次元測位システム

電波及び光方式3次元測位システム(10)が開示されている。このシステムは、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)(12)と、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)(14)とを備えている。RTR_LT(12)は、第1の複数の外部電波信号を受信し、受信した第1の複数の外部電波信号に基づいて自身の位置座標を決定し、少なくとも1つの内部電波信号を発信し、かつ少なくとも1本のレーザビームを発信するように構成されている。RR_LD(14)は、第2の複数の外部電波信号を受信し、RTR_LT(12)が発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、RTR_LT(12)が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出し、受信した第2の複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビームから成る群から選択された1組のデータに基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
技術分野
本発明は、位置追跡及び機械制御システムに関し、より特定的には、従来技術のシステムが持つ追跡及び機械制御の能力を、最適化するために互いに補完するように構成されたレーザシステムと電波測位システムとの組合せに関する。
【背景技術】
【0002】
背景技術
近年において、電波測距または疑似衛星システムの領域には、進歩が見られる。疑似衛星は、GPS帯域で動作し、GPSシステムに類似した信号を送信する地上電波送信機である。L帯域の軍事目的外の使用が制限されていることから、免許を要しない2.4GHz帯域のような代替周波数を用いる新たな様式の「疑似衛星」が開発されつつある。
【0003】
一方、近年において、面状レーザ及び扇状レーザシステムを含む回転レーザシステムにも、進展が見られる。面状レーザは、光の基準面を作り出すものである。扇状レーザは、軸の周りに回転する1以上の光の面を生成するものであり、それにより高度差を導出することのできるものである。高度差を導出するための共通の技術は、2本以上の扇状光線の検出時間の差を決定するものである。これらのシステムでは、例えば、トリンブル・レーザステーション(商品名:Trimble LaserStation)やトプコン・レーザゾーン(商品名:Topcon LaserZone)システムのように、正確な高度差を得ることが可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、疑似衛星システムの本来的な弱点は、垂直方向の精度にある。なぜなら、地上送信機は一般に同様の高さ(+/−500m)にあるので、垂直方向に数学的に強い幾何学的関係を作り出すために、数多くの疑似衛星を測位することは困難であるからです。
【0005】
それに加えて、レーザシステムの本来的な弱点は、水平方向の位置を与えることができないという点、あるいは、水平位置を与えることのできる範囲に限界があるという点にある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
発明の概要
本発明は、多数のユーザを支援し、上空の障害物により衛星測位システムが機能しないような領域で機能し、衛星システムよりも垂直方向の精度が良好な高精度の3次元測位を可能にする測位システムを提供することにより、これらの問題を解決するものである。
【0007】
本発明の1つの態様は、電波及び光方式の3次元測位システムに関するものであって、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)と、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)とを備えるものである。
【0008】
本発明の1つの実施の形態では、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)は、第1の複数の外部電波信号を受信し、受信した第1の複数の外部電波信号に基づいて自身の位置座標を決定し、少なくとも1つの内部電波信号を
発信し、少なくとも1本のレーザビームを発信するように構成されている。本発明の本実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、第2の複数の外部電波信号を受信し、据え置き型で一体型の自己位置測位RTR_LTが発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、自己位置測位一体型RTR_LTが生成する少なくとも1本のレーザビームを検出し、{受信した第2の複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。
【0009】
本発明の1つの実施の形態では、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)は、さらに、疑似衛星送受信機と、当該疑似衛星送受信機に一体化されたレーザ送信機とを備えている。本発明の1つの実施の形態では、疑似衛星送受信機は、さらに、据え置き型の電波アンテナを備えており、据え置き型の電波アンテナの位相中心とレーザ送信機との間の距離が既知であって固定されている。
【0010】
本発明の1つの実施の形態では、レーザ送信機は、さらに、高精度の垂直座標を提供する基準レーザビームを生成するように構成された面状レーザ送信機を備えている。本発明の別の実施の形態では、レーザ送信機は、さらに、回転する少なくとも1本の扇状レーザビームを生成するように構成された扇状レーザ送信機を備えている。
【0011】
本発明の1つの実施の形態では、疑似衛星送受信機は、{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する第1の複数の外部電波信号を受信するように構成されている。
【0012】
本発明の1つの実施の形態では、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)は、さらに、差分型の疑似衛星送受信機及びレーザ送信機を備えている。本実施の形態では、本発明の電波及び光方式の3次元測位システムは、さらに、差分型の疑似衛星送受信機を差分補正データの発信源に接続するように構成された第1の無線通信リンクを備えており、この第1の無線通信リンクが、{移動電話リンク、無線、プライベート無線帯域、SiteNet(米国登録商標) 900によるプライベート無線ネットワーク、無線インターネット、及び衛星無線通信リンク}から成る群から選択されている。本発明の本実施の形態では、差分型の疑似衛星送受信機は、{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する第1の複数の外部電波信号を受信するように構成され、かつ、{基地局、RTK基地局、仮想基地局(VBS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの発信源が発信する1組の差分補正データを、第1の無線通信リンクを用いて受信するように構成されている。本発明の本実施の形態では、差分型の疑似衛星送受信機は、差分型の疑似衛星送受信機の座標の正確な測定結果を得るために、第1の複数の外部電波信号と、1組の差分補正データを用いるように構成されている。
【0013】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、電波測位システム受信機と、当該電波測位システム受信機に一体化されているレーザ検出器とを備えている。
【0014】
本発明の1つの実施の形態では、電波測位システム受信機は、{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する第2の複数の外部電波信号を受信するように構成されている。本発明の本実施の形態
では、電波測位システム受信機は、受信した第2の複数の外部電波信号に基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。
【0015】
1つの実施の形態では、本発明の電波及び光方式3次元測位システムは、さらに、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)に接続するように構成された第2の無線通信リンクを備えている。本発明の1つの実施の形態では、第2の無線通信リンクは、{移動電話リンク、無線、プライベート無線帯域、SiteNet(米国登録商標) 900によるプライベート無線ネットワーク、無線インターネット、及び衛星無線通信リンク}から成る群から選択されている。
【0016】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の無線受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、第2の無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機を備えている。本発明の本実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、受信した少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。
【0017】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、第2の複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機と、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器とを備えている。本発明の本実施の形態では、電波受信機は、さらに、電波アンテナを備えており、電波アンテナの位相中心とレーザ検出器との間の距離が既知であって固定されている。本発明の本実施の形態では、一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、受信した第2の複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。また、一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されている。第2のレベルの精度で決定された1組の測定結果は、第1のレベルの精度で決定された1組の測定結果よりも、精度が高いものと想定されている。
【0018】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、第2の無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器とを備えている。本発明の本実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、自身の位置座標を決定するように構成されている。本発明の本実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されている。
【0019】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、第2の複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機と、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(R
TR_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、第2の無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器とを備えている。本発明の本実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した第2の複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されており、また、検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されている。
【0020】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、第2の複数の外部電波信号から第1の組の測定データを受信するように構成された電波受信機と、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号から第2の組の測定データを、第2の無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、第3の組の測定データを受信するために、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器と、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てるように構成された加重処理装置とを備えている。
【0021】
本発明の1つの実施の形態では、測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されている。本発明の本実施の形態では、各測定地点パラメータは、{地点のトポロジー、地点の天候条件、及び地点での少なくとも1本のレーザビームの可視性}から成る群から選択される。
【0022】
本発明の別の態様は、電波及び光方式の3次元測位システムに関するものであって、座標が既知の場所に位置し、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)と、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)とを備えるものである。
【0023】
本発明の1つの実施の形態では、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)は、少なくとも1つの内部電波信号を発信し、少なくとも1本のレーザビームを発信するように構成されている。
【0024】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、複数の外部電波信号を受信し、据え置き型で一体型のRT_LTが発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、一体型RT_LTが生成する少なくとも1本のレーザビームを検出し、{受信した複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。
【0025】
本発明の1つの実施の形態では、据え置き型で一体型の電波送受信機/レーザ送信機(RT_LT)は、さらに、疑似衛星送信機と、当該疑似衛星送信機に一体化されたレーザ送信機とを備えている。疑似衛星送信機は、さらに、据え置き型の電波アンテナを備えており、据え置き型の電波アンテナの位相中心とレーザ送信機との間の距離が既知であって固定されている。
【0026】
本発明の1つの実施の形態では、レーザ送信機は、さらに、高精度の垂直座標を提供す
る基準レーザビームを生成するように構成された面状レーザ送信機を備えている。本発明の別の実施の形態では、レーザ送信機は、さらに、回転する少なくとも1本の扇状レーザビームを生成するように構成された扇状レーザ送信機を備えている。
【0027】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、電波測位システム受信機と、当該電波測位システム受信機に一体化されているレーザ検出器とを備えている。
【0028】
本発明の1つの実施の形態では、電波測位システム受信機は、{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する複数の外部電波信号を受信するように構成されており、受信した複数の外部電波信号に基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。
【0029】
1つの実施の形態では、座標が既知の場所に位置し、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)と、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)とを含む本発明のシステムは、さらに、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)に接続するように構成された無線リンクを備えている。
【0030】
本発明の1つの実施の形態では、無線通信リンクは、{移動電話リンク、無線、プライベート無線帯域、SiteNet(米国登録商標) 900によるプライベート無線ネットワーク、無線インターネット、及び衛星無線通信リンク}から成る群から選択される。
【0031】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の無線受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機を備えており、受信した少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。
【0032】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機と、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器とを備えている。電波受信機は、さらに、電波アンテナを備えており、電波アンテナの位相中心とレーザ検出器との間の距離が既知であって固定されている。本発明の本実施の形態では、一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、受信した複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。また、一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されている。
【0033】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器とを備えている。本発明の本実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、第1のレ
ベルの精度で、自身の位置座標を決定するように構成されており、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されている。
【0034】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機と、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器とを備えている。本発明の本実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。また、本発明の本実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されている。
【0035】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、複数の外部電波信号から第1の組の測定データを受信するように構成された電波受信機と、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号から第2の組の測定データを、無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、第3の組の測定データを受信するために、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器と、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てるように構成された加重処理装置とを備えている。
【0036】
本発明の1つの実施の形態では、測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、各測定地点パラメータは、{地点のトポロジー、地点の天候条件、及び地点での少なくとも1本のレーザビームの可視性}から成る群から選択される。
【0037】
本発明のもう1つの態様は、電波及び光方式の3次元測位システムに関するものであって、座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機と、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機と、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)とを備えるものである。
【0038】
本発明の1つの実施の形態では、据え置き型の電波送信機は、少なくとも1つの内部電波信号を発信するように構成されており、据え置き型のレーザ送信機は、少なくとも1本のレーザビームを発信するように構成されている。本発明の本実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、複数の外部電波信号を受信し、据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、据え置き型のレーザ送信機が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出し、{受信した複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。
【0039】
本発明の1つの実施の形態では、座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波
送信機は、さらに、疑似衛星送信機を備えている。
【0040】
本発明の1つの実施の形態では、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機は、さらに、高精度の垂直座標を提供する基準レーザビームを生成するように構成された面状レーザ送信機を備えている。本発明の別の実施の形態では、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機は、さらに、回転する少なくとも1本の扇状レーザビームを生成するように構成された扇状レーザ送信機を備えている。
【0041】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、電波測位システム受信機と、当該電波測位システム受信機に一体化されているレーザ検出器とを備えている。電波測位システム受信機は、さらに、電波アンテナを備えており、電波アンテナの位相中心とレーザ検出器との間の距離が既知であって固定されている。
【0042】
本発明の1つの実施の形態では、電波測位システム受信機は、{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する複数の外部電波信号を受信するように構成されており、受信した複数の外部電波信号に基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。
【0043】
1つの実施の形態では、本発明のシステムは、さらに、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を、据え置き型の無線送信機に接続するように構成された無線リンクを備えており、無線通信リンクは、{移動電話リンク、無線、プライベート無線帯域、SiteNet 900によるプライベート無線ネットワーク、無線インターネット、及び衛星無線通信リンク}から成る群から選択されている。
【0044】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の無線受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機を備えており、受信した少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。
【0045】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機と、据え置き型のレーザ送信機が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器とを備えている。本発明の本実施の形態では、一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、受信した複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。また、一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されている。
【0046】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、据え置き型のレーザ送信機が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器とを備えている。本発明の本実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、自身の位置座標を決定するように構成されており、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レ
ーザ検出器(RR_LD)は、検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されている。
【0047】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機と、据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、据え置き型のレーザ送信機が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器とを備えている。本発明の本実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されており、また、検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されている。
【0048】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、さらに、複数の外部電波信号から第1の組の測定データを受信するように構成された電波受信機と、据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの内部電波信号から第2の組の測定データを、無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、第3の組の測定データを受信するために、据え置き型のレーザ送信機が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器と、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てるように構成された加重処理装置とを備えている。
【0049】
本発明の1つの実施の形態では、測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、各測定地点パラメータは、{地点のトポロジー、地点の天候条件、及び地点での少なくとも1本のレーザビームの可視性}から成る群から選択される。
【0050】
本発明のもう1つの態様は、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)を用いて、可搬性機器の利用者の位置座標を決定する方法に関するものである。
【0051】
1つの実施の形態では、本発明の方法は、以下の工程を備えている。すなわち、(A)据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)を備える電波及び光方式の3次元測位システムと、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を有する可搬性機器利用者と、を準備する工程、(B)据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)を用いて、第1の複数の外部電波信号を受信する工程、(C)受信した第1の複数の外部電波信号に基づいて、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)の位置座標を決定する工程、(D)据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)を用いて、少なくとも1つの内部電波信号を発信し、かつ少なくとも1本のレーザビームを発信する工程、(E)可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、第2の複数の外部電波信号を受信し、据え置き型で一体型の自己位置測位RTR_LTが発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、自己位置測位一体型RTR_LTが生成するレーザビームを検出する工程、及び(F){受信した第2の複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程である。
【0052】
本発明の1つの実施の形態では、工程(B)は、さらに、(B1){GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する第1の複数の外部電波信号を受信する工程を備えている。
【0053】
本発明の1つの実施の形態では、工程(B)は、さらに、(B2){基地局、RTK基地局、仮想基地局(VBS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの発信源が発信する1組の差分補正データを受信する工程、を備えている。
【0054】
本発明の1つの実施の形態では、工程(D)は、さらに、(D1)面状レーザ送信機を用いて、高精度の垂直座標を提供する基準レーザビームを生成する工程、を備えている。本発明の別の実施の形態では、工程(D)は、さらに、(D2)扇状レーザ送信機を用いて、回転する少なくとも1本の扇状レーザビームを生成する工程を備えている。
【0055】
本発明の1つの実施の形態では、工程(E)は、さらに、(E1){GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する第2の複数の外部電波信号を受信する工程を備えている。
【0056】
本発明の1つの実施の形態では、工程(E)は、さらに、(E2)据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出する工程を備えている。
【0057】
本発明の1つの実施の形態では、工程(F)は、さらに、(F1)受信した第2の複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、(F2)検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の高さ座標を決定する工程とを備えている。
【0058】
本発明の1つの実施の形態では、工程(F)は、さらに、(F3)据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した第2の複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、(F4)検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の高さ座標を決定する工程とを備えている。
【0059】
本発明の1つの実施の形態では、工程(F)は、さらに、(F5)加重処理装置を用いて、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てる工程を備えており、測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、各測定地点パラメータは、{地点のトポロジー、地点の天候条件、及び地点での少なくとも1本のレーザビームの可視性}から成る群から選択されるものである。
【0060】
本発明のさらに別の態様は、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)を用いる少なくとも1台の可搬性機器を追跡する方法に関するものであり、このような可搬性機器の少なくとも1人の利用者が、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を有するものである。
【0061】
1つの実施の形態では、本発明の追跡方法は、以下の工程を備えている。すなわち、(A)第1の複数の外部電波信号に基づいて、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)の位置座標を決定する工程、(B)据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)を用いて、少なくとも1つの内部電波信号と、少なくとも1本のレーザビームとを、実質的に連続的に発信する工程、(C)少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、第2の複数の外部電波信号を受信し、据え置き型で一体型の自己位置測位RTR_LTが発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、自己位置測位一体型RTR_LTが生成するレーザビームを検出する工程、(D){受信した第2の複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程、及び(E)据え置き型で一体型の自己位置測位RTR_LTレーザ送信機に、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標の測定結果を返送する工程である。
【0062】
1つの実施の形態では、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)は、さらに、表示部を備えており、本発明の追跡方法は、さらに、(F)少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標の測定結果を表示する工程を備えている。
【0063】
本発明のさらに別の態様は、可搬性機器の利用者の位置座標を決定する方法に関するものであり、(A)既知の場所に位置する据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)を備える電波及び光方式の3次元測位システムと、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を有する可搬性機器利用者と、を準備する工程、(B)据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)を用いて、少なくとも1つの内部電波信号を発信し、かつ少なくとも1本のレーザビームを発信する工程、(C)可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、複数の外部電波信号を受信し、据え置き型で一体型のRT_LTが発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、据え置き型で一体型のRT_LTが生成するレーザビームを検出する工程、及び(D){受信した複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程を備えている。
【0064】
本発明の1つの実施の形態では、工程(C)は、さらに、(C2)据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出する工程を備えている。
【0065】
本発明の1つの実施の形態では、工程(D)は、さらに、(D1)受信した複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程、及び(D2)検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の高さ座標を決定する工程を備えている。
【0066】
本発明の1つの実施の形態では、工程(D)は、さらに、(D3)据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程、及び(D4)検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で
、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の高さ座標を決定する工程を備えている。
【0067】
1つの実施の形態では、工程(D)は、さらに、(D5)加重処理装置を用いて、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てる工程を備えており、測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、各測定地点パラメータは、{地点のトポロジー、地点の天候条件、及び地点での少なくとも1本のレーザビームの可視性}から成る群から選択されるものである。
【0068】
本発明のさらに別の態様は、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)を用いて、少なくとも1台の可搬性機器を追跡する方法に関するものであり、可搬性機器の少なくとも1人の利用者が、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を有するものである。
【0069】
1つの実施の形態では、本発明の追跡方法は、以下の工程を備えている。すなわち、(A)据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)を用いて、少なくとも1つの内部電波信号と、少なくとも1本のレーザビームとを、実質的に連続的に発信する工程、(B)少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、複数の外部電波信号を受信し、据え置き型で一体型のRT_LTが発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、据え置き型で一体型のRT_LTが生成するレーザビームを検出する工程、(C){受信した第2の複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程、(D)据え置き型で一体型のRT_LTに、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標の測定結果を返送する工程、及び、(必要に応じて)(E)据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が、さらに表示部を備えており、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標の測定結果を表示する工程である。
【0070】
本発明のさらに別の態様は、座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機と、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機とを用いて、可搬性機器の利用者の位置座標を決定する方法に関するものである。
【0071】
1つの実施の形態では、本発明の方法は、以下の工程を備えている。すなわち、(A)座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機を準備し、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機を準備し、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を有する可搬性機器の利用者を準備する工程、(B)座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機を用いて、少なくとも1つの内部電波信号を発信する工程、(C)座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機を用いて、少なくとも1本のレーザビームを発信する工程、(D)可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、複数の外部電波信号を受信し、座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機が生成するレーザビームを検出する工程、及び(E){受信した複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程である。
【0072】
本発明の1つの実施の形態では、工程(D)は、さらに、(D2)据え置き型のレーザ送信機が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出する工程を備えている。
【0073】
本発明の1つの実施の形態では、工程(E)は、さらに、(E1)受信した複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程、及び(E2)検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の高さ座標を決定する工程を備えている。
【0074】
本発明の1つの実施の形態では、工程(E)は、さらに、(E3)据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程、及び(E4)検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の高さ座標を決定する工程を備えている。
【0075】
本発明の1つの実施の形態では、工程(E)は、さらに、(E5)加重処理装置を用いて、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てる工程を備えており、測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、各測定地点パラメータは、{地点のトポロジー、地点の天候条件、及び地点での少なくとも1本のレーザビームの可視性}から成る群から選択されるものである。
【0076】
本発明のさらに別の態様は、座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機と、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機とを用いて、少なくとも1台の可搬性機器を追跡する方法に関するものであり、可搬性機器の少なくとも1人の利用者が、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を有するものである。
【0077】
本発明の1つの実施の形態では、方法は、以下の工程を備えている。すなわち、(A)座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機を用いて、少なくとも1つの内部電波信号を、実質的に連続的に発信する工程、(B)座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機を用いて、少なくとも1本のレーザビームを、実質的に連続的に発信する工程、(C)可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、複数の外部電波信号を受信し、座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機が生成するレーザビームを検出する工程、及び(D){受信した複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程、(E)座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機と、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機とに、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標の測定結果を返送する工程、及び、(必要に応じて)(F)前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標の測定結果を表示する工程であり、座標が既知の第1の場所に位置する電波送信機が、第1の表示部を有しており、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機が、第2の表示部を有している。
【0078】
本発明について上に述べた有利な効果、及びその他の有利な効果は、以下の図面を参照するとともに、本発明の好ましい実施の形態についての詳細な説明から、以下において一
層明確に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0079】
発明の詳細な説明
以下に、本発明の好ましい実施の形態について詳細に述べる。その例を添付の図面に示す。本発明を好ましい実施の形態に即して説明するが、本発明をこれら実施の形態に限定することを意図するものではないことが理解されるであろう。逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の神髄及び範囲の中に含まれる代替物、変形物、均等物に及ぶことを意図するものである。さらに、本発明の以下の詳細な説明では、本発明の深い理解のために、数多くの具体的かつ詳細な例について説明する。しかし、本発明が、これらの具体的で詳細な例に限られることなく実施可能であることは、当技術分野の通常の技能を有する者には自明であろう。別の例については、周知の方法、手順、部品、及び回路については、本発明の態様を不必要に不明瞭にしない範囲で、詳細な説明を略している。
【0080】
本発明の1つの実施の形態において、図1は、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)12と、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)14とを備える電波及び光方式3次元測位システム10を示している。
【0081】
本発明の1つの実施の形態では、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)12は、第1の複数の外部電波信号を受信し、受信した第1の複数の外部電波信号に基づいて自身の位置座標を決定し、少なくとも1つの内部電波信号を発信し、少なくとも1本のレーザビームを発信するように構成されている。(以下の議論を参照のこと)。本発明の本実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)14は、第2の複数の外部電波信号を受信し、据え置き型で一体型の自己位置測位RTR_LTが発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、自己位置測位一体型RTR_LTが生成する少なくとも1本のレーザビームを検出し、{受信した第2の複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。(以下の議論を参照のこと)。
【0082】
より具体的には、本発明の1つの実施の形態では、図1に示すように、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)12は、さらに、電波送受信機18と、当該電波送受信機18に一体化されたレーザ送信機16とを備えている。本発明の1つの実施の形態では、疑似衛星送受信機は、さらに、据え置き型の電波アンテナ28を備えており、据え置き型の電波アンテナ28の位相中心とレーザ送信機16との間の距離が、既知であって固定されている。
【0083】
据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)12は、レーザシステムと送受信システムとを機械的に組み合わせたシステムと比べて、潜在的な利用者に数多くの利益をもたらすものである。実際に、レーザ送信機16に一体化された据え置き型の電波送受信機18は、組み合わせられたレーザ及び送受信システムのコストとは反対に、コストを節減するものである。なぜなら、一体化されたシステムでは、1組の実装があれば足り、コンピュータメモリを共有して利用でき、共通の電源を利用できるからである。それに加えて、上述したように、一体化されたシステムでは、レーザビームと、据え置き型のアンテナの電気的位相中心とは、既知であって固定された距離をもって離れている(図示略)。そして、機械的に組み合わせたシステムでは、レーザビームと、送受信機の据え置き型アンテナの電気的位相中心との間の距離は、誤差を生じ易い。なぜなら、この距離は、一体化されたシステムの操作者によって設定されるものであるか
らである。
【0084】
本発明の1つの実施の形態では、レーザ送信機16は、さらに、高精度の垂直座標を提供する基準レーザビーム40を生成するように構成された面状レーザ送信機を備えている。同様の面状レーザ送信機は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第6,433,866号「高精度GPS/RTK及びレーザ機械制御」に、十分に開示されている。米国特許第6,433,866号は、その全体が本明細書に組み込まれる。
【0085】
より具体的には、‘866特許によると、レーザ送信機16は、回転レーザシステムを含んでいる。回転レーザシステムでは、レーザ光源は、(機械的又は光学的に)水平面(又はZ−平面)内で回転する。回転レーザは、精度の良い基準面をミリメートルの精度で作り出すレーザビームを放出する。しかし、回転するレーザビームを検出してその利益を享受するためには、潜在的な利用者は、垂直方向のある範囲内に位置していなければならず、回転するレーザビームを受信可能なレーザ検出器(又はレーザ受信機)を備えていなければならない。機械式の実施の形態では、モーターがレーザを物理的に回転させ、それによってレーザビームを回転させる。光学式の実施の形態では、物理的には回転しないレーザが回転するレーザビームを放出するように、ミラーが回転する。
【0086】
トリンブル・ナビゲーション社は、回転する少なくとも1本の扇状レーザビーム40(及び/又は41)を生成する3次元レーザステーションを製造している。このような扇状レーザ送信機の詳細な説明は、同時係属中の特許出願A−1500「組合せレーザシステム及び全地球的航法衛星システム」に記載されている。当該出願は、その全体が本明細書に参照により組み込まれる。同時係属中の特許出願A−1500は、本特許出願の譲受人に譲渡されている。
【0087】
引き続き図1を参照して、据え置き型の電波送受信機18は、{GPS受信機、GLONASS受信機、併合式GPS/GLONASS受信機、GALILEO受信機、全地球的航法衛星システム(GNSS)受信機、及び疑似衛星受信機}から成る群から選択することができる。
【0088】
全地球測位システム(GPS)は、観測者の現在位置及び/又は観測時間の決定を可能にする情報を送信する衛星信号送信機システムである。別の衛星方式のナビゲーションシステムは、全地球的軌道航法システム(GLONASS)と称され、代替又は補完システムとして機能し得るものである。
【0089】
GPSは、米国国防総省(DOD)が自身のNAVSTAR衛星計画に基づいて開発したものである。完全に動作するGPSには、6本の円軌道の周りに4個ずつ略均一に分散した24個を超える地球周回軌道衛星が含まれる。これらの軌道は、赤道面に対して55°の角度で傾斜しており、互いに60°の倍数で経度がずれている。これらの軌道は、半径が26,560キロメートルであり、略円形をなしている。これらの軌道は、静止軌道ではなく、周回周期が0.5恒星日(11.967時間)となっており、その結果、衛星は、その下にある地球に対して、時間と共に動いてゆく。概して、4個以上のGPS衛星が、地表上の殆どの地点から観測可能となるはずである。このことは、観測者の位置が地表上のどこにあっても、その位置を決定するのに利用することができる。各衛星は、自身が送信する信号に時間情報を付与するために、セシウムまたはルビジウム原子時計を搭載している。各衛星の時計に対して、内部時計補正が加えられる。
【0090】
各GPS衛星は、2つの拡散スペクトル、すなわちLバンド搬送波信号を連続的に送信している。Lバンド搬送波信号は、周波数f1=1575.42MHz(約19センチメートルの搬送波波長)のL1信号、及び周波数f2=1227.6MHz(約24センチ
メートルの搬送波波長)のL2信号である。これら2つの周波数は、基本周波数f0=1.023MHzの整数倍f1=1,540f0及びf2=1,200f0である。各衛星からのL1信号は、C/A符号及びP符号と称され、位相が直交する2つの疑似ランダム雑音(PRN)符号によって変調された二相位相変調(BPSK)信号である。各衛星からのL2信号は、P符号のみによって変調されたBPSK信号である。PRN符号の性質と、C/A符号及びP符号を生成するための受け入れられている方法とについては、ICD−GPS−200:GPS Interface Control Document, ARINC Research, 1997, GPS Joint Program Officeという文書に記載されており、当該文書は参照により本明細書に組み込まれる。
【0091】
GPS衛星のビットストリームには、送信するGPS衛星の軌道暦に関するナビゲーション情報(次の数時間の送信時間内の当該送信衛星の軌道情報を含む)と、全てのGPS衛星の暦(全ての衛星に関して比較的詳細度の低い軌道情報を含む)とが含まれている。送信される情報には、さらに、電離層の信号伝搬遅延に対する補正(単一周波数の受信機に適している)と、衛星時計の時間と真のGPS時間との間のずれ時間に対する補正とを、行うためのパラメータが含まれている。ナビゲーション情報は、50ボーの速度で送信されている。
【0092】
第2の衛星方式ナビゲーションシステムは、全地球的軌道航法衛星システム(GLONASS)であり、前ソビエト連邦が軌道上に配置したもので、現在は、ロシア共和国が維持しているものである。GLONASSは、3本の軌道面に8個ずつ略均一に配置した24個の衛星を用いている。各軌道面は、赤道面に対して公称64.8°傾斜しており、3つの軌道面は互いに120°の倍数で経度がずれている。GLONASS衛星は、半径約25,510キロメートルの円軌道を有しており、衛星の周回周期が8/17恒星日(11.26時間)となっている。それゆえ、GLONASS衛星とGPS衛星とは、地球を8日毎にそれぞれ17回と16回、周回することになる。GLONASSシステムは、周波数f1=(1.602+9k/16)GHz及びf2=(1.246+7k/16)GHzを有する2つの搬送波信号L1及びL2を用いている。ここで、k=(1,2,...24)は、チャンネル又は衛星番号である。これらの周波数は、1.597〜1.617GHz(L1)と、1,240〜1,260GHz(L2)という2つの帯域内にある。L1信号は、C/A符号(チップ速度=0.511MHz)とP符号(チップ速度=5.11MHz)で変調される。L2信号は、現在のところ、P符号のみで変調されている。GLONASS衛星は、さらに、ナビゲーションデータを、50ボーの速度で送信している。チャンネル周波数が、互いに区別可能であるので、各衛星について、P符号は同一であり、C/A符号も同一である。GLONASS信号を受信し復調する方法は、GPS信号に対して用いられる方法と同様である。
【0093】
欧州委員会の「2010年の欧州交通政策に関する白書」に開示されているように、欧州連合は、全地球的航法衛星基盤(GNSS)の一部として、独自の衛星ナビゲーションシステムであるGalileoを開発する予定である。
【0094】
GALILEOシステムは、数多くの部門の利用者の測位に関する情報を提供する30個の衛星群と地上局とに基づくものである。当該部門は、例えば、交通輸送(車両位置特定、経路探索、速度制御、案内システム等)、社会福祉(例えば、身体障害者や高齢者への援助)、司法制度及び税関(容疑者の居場所特定、国境警備)、公共事業(知事情報システム)、探索及び救助システム、あるいは余暇活動(海上や山中での方向探知等)である。
【0095】
GALILEOによるサービスの範囲は、都市環境での自由アクセスサービスの範囲を
(GPS単独では現在、都市部の50%であるのに対し、都市部の95%に及ぶように)改善して、欧州の1億6千万台の自家用車が恩恵に浴するようにし、あるいは、衛星ナビゲーションの利用を、「室内」、建物内、及びトンネル内ですらも可能にし、また実に、発呼者の位置を特定することによる移動電話サービスを可能にすることによって、実用的な目的と期待とを充足するように設計されている。
【0096】
本明細書において電波測位システムは、全地球測位システム、全地球軌道ナビゲーションシステム、GALILEOシステム、及び、観測者の位置と観測時間とを決定可能にする情報を提供する互換性有る他のあらゆる全地球的航法衛星システム(GNSS)の衛星方式のシステムを意味する。それらは全て、本発明の要件を充足している。電波測位システムは、さらに、1以上の疑似衛星送信機を備えるシステムなどの地上方式の電波測位システムをも意味する。
【0097】
引き続き図1を参照しつつ説明する。送信され、電波送受信機18が受信した衛星軌道暦に関するパラメータを、ナビゲーション処理装置60が復調することにより、I番目の衛星(又はI番目の疑似衛星)の座標を決定した後に、ナビゲーション処理装置60は、自身の未知の座標(x,y,z)と未知の時間偏り誤差(cb)とに対する1組の連立方程式の解を得ることができる。ナビゲーション処理装置60は、また、移動する自身の速度をも決定することができる。
【0098】
引き続き図1を参照して、本発明の1つの実施の形態では、電波送受信機18は、さらに、疑似衛星送受信機18を備えており、当該疑似衛星送受信機18は、{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する第1の複数の外部電波信号を受信するように構成されている。好ましくは、疑似衛星送受信機18は、{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも4つの電波源が発信する第1の複数の外部電波信号を受信するように構成されている。
【0099】
疑似衛星は、GPS周波数や、900MHz、2.4GHz、あるいは5.8GHz帯域のISM(産業科学医学)帯域を含むISM無免許動作帯域を含むが、それらに限定されることなく、あらゆる無線周波数で動作する地上方式の電波測位システムを備えている。疑似衛星は、精度、完全性、及び利用可能性を高めることにより、GPSを一層優れたものにするのに用いることができる。
【0100】
GPS帯域での疑似衛星送信機について完全に説明したものとして、Bradford
W. Parkinson及びJames J. Spilker Jr.編集“Global Positioning System: Theory and Applications; Volume II”, (“PROGRESS IN ASTRONAUTICS AND AERONAUTICS”の第164巻として、米国航空宇宙工学協会により刊行(1966年))が挙げられる。
【0101】
900MHz、2.4GHz、あるいは5.8GHz帯域を含むISM帯域では、利用者は、ISM通信システムの両端末を所有することができる。ISM技術関連製品は、カリフォルニア州サニーベールのトリンブル・ナビゲーション社、カリフォルニア州ロスガトスのメトリコム社、及びカリフォルニア州サンタバーバラのユーティリコム社によって製造されている。
【0102】
電波測位システムとしての疑似衛星は、ISM帯域で動作するように構成可能である。
以下の議論では、GPS受信機に焦点を絞るが、同じ手法は、GLONASS受信機、GPS/GLONASS併合型受信機、GALILEO受信機、あるいは、その他のあらゆる電波送受信機にも適用可能である。
【0103】
1つの実施の形態では、(図1の)電波送受信機16は、差分型のGPS受信機を備えることができる。差分測位では、絶対測位の精度を悪くする電波測位信号の誤差の多くは、物理的に近接する局の間では、近似した大きさとなる。それゆえ、差分測位に対するこれらの誤差の影響は、部分的誤差相殺の過程を通じて実質的に低減される。このように、差分測位法は、これらの局の間の距離が、これらの局から衛星までの距離に比べて、実質的に短いという、通常成り立つ条件の下では、絶対測位法よりもはるかに高精度である。差分測位は、絶対的な意味で数センチメートル以内の精度で、位置座標と距離とを得るのに用いることができる。差分GPS受信機には、(A)実時間符号差分GPS受信機、(B)後処理差分GPS受信機、(C)符号及び搬送波RTK差分GPS受信機を含む実時間運動学的(RTK)差分GPS受信機を含めることができる。
【0104】
差分GPS受信機は、異なる発信源から差分補正結果を得ることができる。
引き続き図1を参照して、本発明の1つの実施の形態では、差分GPS受信機118は、基地局20から差分補正結果を得ることができる。
【0105】
既知の場所に位置する固定基地局(BS)は、受信したGPS信号毎に、距離の測定及び距離の変化率の測定における誤差を決定し、これらの測定誤差を、それぞれの場所に居る利用者が適用するための補正結果として発信する。基地局(BS)は、時計のずれCBBASEを有する不正確な時計を備えている。その結果、それぞれの場所に居る利用者は、基地局の位置と基地局の時計に相対的で、より精度の高いナビゲーション結果を得ることができる。適切な装備があれば、基地局から数百キロメートルの距離で、5メートルの相対精度が可能となる。
【0106】
引き続き図1を参照して、本発明の別の実施の形態では、差分GPS受信機18は、トリンブル社のAg GPS−132受信機を用いて実現可能である。このAg GPS−132受信機は、無線通信装置(図示略)と第1の無線通信リンク22とを用いて、300kHz帯域で米国沿岸警備隊から無償で差分補正結果を得るものである。本実施の形態では、差分GPS受信機18に一体化されているレーザ送信機16は、米国沿岸警備隊の基地局から(2〜300)マイル以内になければならない。この差分GPS法の精度は、約50cmである。
【0107】
引き続き図1を参照して、本発明の1つの実施の形態では、差分補正結果は、無線通信装置(図示略)及び第1の無線通信リンク22を用いて、広域補強システム(WAAS)から得ることができる。WAASシステムは、GPSの完全及び補正データをGPS利用者に発信するための衛星(当初は静止衛星GEOsであった)を用いる基地局のネットワークを含んでいる。WAASは、GPSを補強する測距信号を提供する。すなわち、WAASの測距信号は、標準的なGPS受信機のハードウェア変更を最小に抑えるように設計されている。WAASの測距信号は、GPS周波数とGPS型の変調とを利用しているが、粗/捕捉(C/A)PRN符号のみを含んでいる。それに加えて、符号の位相時間は、測距能力を付与するために、GPS時間に同期している。位置に関する解を求めるために、WAAS衛星は、衛星を選択する演算手順において、他のあらゆるGPS衛星として用いることができる。WAASは、WAASと互換性のある機器の利用者に対して、差分補正結果を無償で提供する。この方法の精度は、1メートルよりも良好である。
【0108】
引き続き図1を参照して、本発明の1つの実施の形態では、実時間運動学的(RTK)差分GPS受信機18は、2cmより狭い値の精度で存在位置を得るのに用いることがで
きる。RTK差分GPS受信機は、無線通信装置(図示略)と第1の無線通信リンク22とを用いて、(10〜50)km以内の既知の場所に設置されている基地局20から、差分補正結果を受信する。高精度の測定のために、特定のGPS衛星と当該RTK型のGPS受信機との間で、搬送波の位相の全周期分のずれの数が解消される。なぜなら、受信機側には各周期は同一に現れるからである。すなわち、RTK型のGPS受信機は、「整数分のあいまいさ」という問題を実時間で解消する。この問題は、観測されるGPS衛星とRTK型のGPS受信機との間の搬送波衛星信号の全周期数を決定するという問題である。実際に、搬送波L1(又はL2)の1周期の誤差は、測定結果を19(又は24)センチメートル変えてしまう。この値は、精度がセンチメートル・レベルの測定においては、許容できない誤差である。
【0109】
引き続き図1を参照して、本発明の1つの実施の形態では、差分補正結果は、無線通信装置(図示略)と第1の無線通信リンク22とを用いて、仮想基地局(VBS)20から電波送受信機18によって得ることができる。
【0110】
仮想基地局(VBS)は、単一の移動電話接続と電波送信又は発信システムとから成る連結した通信リンクを介して、多数の移動体に、ネットワークで生成された補正データを配信するように構成されている。そして、電波送信システムは、その地域での仮想基準局の位置として指定されたGPS基地局と同一場所に設置することができる。このGPS基地局は、GPSを用いて自身の位置を決定し、その場所を、その地域のGPS基地局と仮想基準基地局との間の移動電話リンクを介して、仮想基準基地局に送信する。それによって、仮想基準基地局は差分補正結果を、現実のGPS基地局の場所で実際に生成されたかのように生成することが可能となる。これらの補正結果は、第1の無線通信リンク22と無線通信装置(図示略)とを用いて、電波送受信機18に配信することができる。
【0111】
Ulrich Vollath, Alois Deking, Herbert Landau, 及び Christian Pagels の論文「仮想基準局を用いた長距離RTK測位」は、VRSについて、さらに詳細に説明している。その全体は本明細書に参照資料として組み込まれる。当該論文については、次のURL: http://trl.trimble.com/dscgi/ds.py/Get/File−93152/KIS2001−Paper−LongRange.pdfにアクセス可能である。
【0112】
引き続き図1を参照して、本発明の1つの実施の形態では、第1の無線通信リンク22は、様々に異なる実施の形態を用いて、実現することができる。
【0113】
一般に、(図1の)第1の無線通信リンク22は、電波周波数帯域、赤外周波数帯域、あるいはマイクロ波周波数帯域を用いて実現することができる。1つの実施の形態では、無線通信リンクには、900MHz、2.4GHz又は5.8GHz帯域を含むISM帯域を含めることが可能である。ISM帯域では、利用者は、ISM通信システムの両端末を所有することができる。
【0114】
本発明の1つの実施の形態では、(図1の)第1の無線通信リンク22は、トリンブル社のSiteNet(米国登録商標) 900というプライベート無線ネットワークを用いて実現することができる。トリンブル社のSiteNet(米国登録商標) 900によるプライベート無線ネットワークは、頑丈で、マルチネットワーク用の900MHz無線モデムであり、建設業及び鉱業用に特に設計されたものである。これは、実時間で高精度のGPS利用のために、頑丈で、無線データ発信ネットワークを確立するために用いられるものである。この多用途のトリンブル社製無線装置は、902〜928MHzの周波数範囲で動作し、トリンブル社製GPS受信機が用いる実時間データを、発信、リピート
、受信する。最適な条件の下で、SiteNet 900無線装置は、データを視線距離10km(6.2マイル)まで発信し、受信可能な範囲は、多重リピータを有するネットワークを用いることにより、増強可能である。SiteNet 900無線装置によれば、リピータとして、従前にはアクセス不能又は遮断された場所に、受信可能な範囲を及ぼすことが可能となる。SiteNet 900無線装置は、非常に多用途であるために、あらゆるネットワーク構成に適した動作モードに、簡単に変更することが可能である。それにより、費用を節減し、稼働時間を最大化することができる。その上に、SiteNet 900は、米国とカナダでは、許諾を必要とせず、そのため、可搬性が著しく高められている。利用者は、この装置を、許諾を得るための煩わしい手続や制限なしで、1つの事業計画から別の事業計画へ、移動させることが可能である。SiteNet 900無線装置は、他の多くの製品や技術が対応不可能であるような過酷なRF環境の中で、信頼性をもって動作するように設計されている。感度と妨害電波への耐性とが高められたGPSに最適化されることによって、SiteNet 900無線装置もまた、誤差補正機能と高いデータ速度とを有しており、最大の性能を保障する。SiteNet 900無線装置は、特に、トリンブル社のSiteVision(米国登録商標)GPS対応制御システムとともに使用するのに適しており、信頼性が重要となる全てのGPS機械制御への応用に適している。機械のように頑丈な装置が、特に、厳しい建設及び採鉱の環境に対応するように設計され、作られている。塵、雨、飛沫、及び噴霧に対して完全密閉されているので、SiteNet 900無線装置は、全天候の下で信頼性を有する。装置が頑丈で信頼性があるために、休止時間が最小化され、所有経費が節減される。トリンブル社のSiteNet 900無線装置は、MS750、MS850、MS860、及び5700受信機を含むあらゆるトリンブル社製のGPS受信機とともに使用可能である。
【0115】
本発明の1つの実施の形態では、(図1の)第1の無線通信リンク22は、パーソナル通信サービス(PCS)を支援する1.8GHz帯域を用いて実現可能である。PCSは、国際標準DCS−1800を採用している。さらにもう1つの実施の形態では、第1の無線通信リンクには、実時間回線交換無線通信リンクを含めることが可能である。例えば、実時間回線交換無線通信リンクを採用する第1の無線通信リンクには、イリノイ州ショウンバーグにあるモトローラ社が製作したイリジウム衛星システムを含めることが可能である。
【0116】
もう1つの実施の形態では、第1の無線通信リンクは、デジタルパケットデータを格納し、転送するのに使用可能な低高度地球軌道衛星(LEOS)システム、中高度地球軌道衛星(MEOS)、又は静止地球軌道衛星(GEOS)を用いて実現することができる。例えば、(20〜30)GHzの範囲のLEOSシステムが、ワシントン州レドモンドにあるセルラー・コミュニケーションズ社によって製造されており、(1.6〜2.5)GHz領域のLEOSシステムが、カリフォルニア州サンディエゴにあるローラル/クァルコム社によって製造されている。
【0117】
第1の無線通信リンク22には、また、移動電話通信手段、呼び出し信号受信手段、無線伝言サービス、無線アプリケーションサービス、無線WAN/LAN局、又は電波信号を中継するのに少なくとも1個の衛星を用いる地球−衛星−地球通信モジュールを含めることが可能である。第1の無線通信リンクには、また、モデムを有する先進移動電話システム(AMPS)を含み得る移動電話通信手段を含めることが可能である。モデムは、800MHz領域のDSP(デジタル・シグナル・プロセッサ)モデム、又は800MHz領域の移動電話デジタルパケットデータ(CDPD)モデムを備えても良い。移動電話デジタル通信手段は、様式IS−54を採用する時分割多重アクセス(TDMA)システム、様式IS−95を採用する符号分割多重アクセス(CDMA)システム、又は周波数分割多重アクセス(FDMA)を用いた無線リンク上のデジタルデータの変調手段を含んでいる。TDMAシステムは欧州で用いられ、フランスでは特別移動電話グループ(GSM
)と称されている。
【0118】
引き続き図1を参照して、本発明の1つの実施の形態では、可搬性で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)14は、さらに、電波測位システム受信機48と、当該電波測位システム受信機48に一体化されたレーザ検出器52とを備えている。
【0119】
本発明の1つの実施の形態では、各可搬性機器14は、多数のダイオードを有するレーザ検出器52を備えている。レーザ受信器は、多数のダイオードの信号の強さを測定し、それによって、レーザビームの中心を決定する。カリフォルニア州プレザントンにあるトプコン、レーザシステムズ社は、9130レーザ追跡装置及びLS−B2レーザ受信機という、機械に搭載したレーザ受信機を製造している。参考として、‘866米国特許を参照のこと。
【0120】
本発明の1つの実施の形態では、無線測位システム受信機48は、{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する第2の複数の外部電波信号を受信するように構成されている。
【0121】
好ましくは、本発明の1つの実施の形態では、無線測位システム受信機48は、{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも4つの電波源が発信する第2の複数の外部電波信号を受信するように構成されている。(上記の議論を参照のこと)。
【0122】
本発明の1つの実施の形態では、据え置き型の電波送受信機18と可搬型の電波受信機48とは、4個のGPS衛星SV1 30、SV2 24、SV 34、及びSV 36からの衛星信号を受信するように構成された同一のGPS受信機を含むように選択される。
【0123】
本発明の本実施の形態では、電波測位システム受信機は、自身のナビゲーション処理装置54を用いて、受信した第2の複数の外部電波信号に基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。
【0124】
引き続き図1を参照して、本発明の1つの実施の形態では、電波及び光方式3次元測位システム10は、さらに、可搬性で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)14を、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)12に接続するように構成された第2の無線通信リンク38を備えている。本発明の1つの実施の形態では、第2の無線通信リンク38は、{移動電話リンク、無線、プライベート無線帯域、SiteNet 900によるプライベート無線ネットワーク、無線インターネット、及び衛星無線通信リンク}から成る群から選択される。(上記の議論を参照のこと)。
【0125】
本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の無線受信機/レーザ検出器(RR_LD)14は、さらに、無線送受信機18が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、第2の無線リンク38とアンテナ44とを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機50を備えている。本発明の本実施の形態では、可搬性で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)14は、受信した少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、自身のナビゲーション処理装置54を用いて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。
【0126】
本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)14は、さらに、アンテナ56を用いて第2の複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機48と、レーザ送信機16が生成する少なくとも1本のレーザビーム40(及び/又は41)を検出するように構成されたレーザ検出器52とを備える。本発明の本実施の形態では、一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)14は、受信した第2の複数の外部電波信号に基づいて、第1の(メートル又はセンチメートルの)レベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されており、かつ検出した少なくとも1本のレーザビーム40(及び/又は41)に基づいて、自身のナビゲーション処理装置54を用いて、第2の(ミリメートルの)レベルの精度で自身の高さを決定するように構成されている。
【0127】
引き続き図1を参照して、本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)14は、さらに、電波送受信機18が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、第2の無線リンク38を用いて受信するように構成された疑似衛星受信機50と、レーザ送信機16が生成する少なくとも1本のレーザビーム40(及び/又は41)を検出するように構成されたレーザ検出器52とを備えている。本発明の本実施の形態では、可搬型で一体型の無線受信機/レーザ検出器(RR_LD)14は、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で(メートル又はセンチメートルのレベルで)、自身の位置座標を決定するように構成されており、かつ検出した少なくとも1本のレーザビーム40(及び/又は41)に基づいて、第2のレベルの精度(ミリメートルのレベル)で自身の高さを決定するように構成されている。
【0128】
引き続き図1を参照して、本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)14は、さらに、第2の複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機48と、送受信機18が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、第2の無線リンク38を用いて受信するように構成された疑似衛星受信機50と、据え置き型のレーザ送信機16が発信する少なくとも1本のレーザビーム40(及び/又は41)を検出するように構成されたレーザ検出器52とを備えている。本発明の本実施の形態では、可搬型で一体型の無線受信機/レーザ検出器(RR_LD)14は、据え置き型の電波送受信機18が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ衛星SV#1 30、SV#2 32、SV#3 34、及びSV#4 36、又は他の何らかの外部電波源(図示略)により発信され、受信した第2の複数の外部電波信号に基づいて、第1の(センチメートル又はメートルの)レベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されており、また、検出した少なくとも1本のレーザビーム40(及び/又は41)に基づいて、第2の(ミリメートルの)レベルの精度で自身の高さを決定するように構成されている。
【0129】
引き続き図1を参照して、本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)14は、さらに、第2の複数の外部電波信号から第1の組の測定データを受信するように構成された電波受信機48と、据え置き型の電波送受信機18が発信する少なくとも1つの内部電波信号から第2の組の測定データを、第2の無線リンク38を用いて受信するように構成された疑似衛星受信機50と、第3の組の測定データを受信するために、据え置き型のレーザ送信機16が生成する少なくとも1本のレーザビーム40(及び/又は41)を検出するように構成されたレーザ検出器52と、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てるように構成された加重/ナビゲーション処理装置54とを備えている。


測定演算手順は、複数の測定地点パラメータを考慮するものであって、各測定地点パラ
メータは、{地点のトポロジー、地点の天候条件、及び地点での少なくとも1本のレーザビームの可視性}から成る群から選択される。(A)もしも、地点のトポロジーが、天空を見晴らし得る部分が全くないというものであれば、外部衛星電波信号に基づく1組の測定結果は、優先度が低くなり、最も低い加重因子が割り当てられる。(B)もしも、地点の天候条件が、少なくとも1本のレーザビームの可視性が測定地点で良好であるというものであれば、検出されたレーザのデータに基づく1組の測定結果には、最も高い加重因子が割り当てられるべきである。(C)もしも、地点の天候条件が、少なくとも1本のレーザビームの可視性が測定地点で劣悪であるというものであれば、検出されたレーザのデータに基づく1組の測定結果には、最も低い加重因子が割り当てられるべきである。
【0130】
図2は、本発明の電波及び光方式の3次元測位システム80を例示しており、当該システム80は、座標が既知の場所84に位置し、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)82と、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)81とを備えるものである。
【0131】
本発明の1つの実施の形態では、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)82は、少なくとも1つの内部電波信号を発信するように構成され、かつ少なくとも1本のレーザビーム94(及び/又は96)を発信するように構成されている。(以下の本格的な議論を参照のこと)。
【0132】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)81は、複数の外部電波信号を受信するように構成され、据え置き型で一体型のRT_LT82が発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信するように構成され、一体型RT_LT82が生成する少なくとも1本のレーザビーム94(及び/又は96)を検出するように構成され、{受信した複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。(以下の本格的な議論を参照のこと)。
【0133】
より具体的には、本発明の1つの実施の形態では、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)82は、さらに、疑似衛星送信機90と、当該疑似衛星送信機90に一体化されたレーザ送信機88とを備えている。疑似衛星送信機90は、さらに、据え置き型の電波アンテナ92を備えており、据え置き型の電波アンテナ92の位相中心とレーザ送信機88との間の距離が既知であって固定されている。
【0134】
本発明の1つの実施の形態では、レーザ送信機88は、さらに、高精度の垂直座標を提供する基準レーザビーム94を生成するように構成された面状レーザ送信機を備えている。(上記の本格的な議論を参照のこと)。
【0135】
本発明の別の実施の形態では、レーザ送信機88は、さらに、回転する少なくとも1本の扇状レーザビーム94(及び/又は96)を生成するように構成された扇状レーザ送信機を備えている。(上記の本格的な議論を参照のこと)。
【0136】
引き続き図2を参照して、本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)81は、さらに、電波測位システム受信機102と、当該電波測位システム受信機102に一体化されているレーザ検出器106とを備えている。
【0137】
本発明の1つの実施の形態では、電波測位システム受信機102は、{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム
(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する複数の外部電波信号を受信するように構成されている。(上記の本格的な議論を参照のこと)。本実施の形態では、ナビゲーション処理装置108は、受信した複数の外部電波信号に基づいて、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)81の3次元位置座標を決定するように構成されている。
【0138】
1つの実施の形態では、本発明のシステム80は、さらに、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)81を、据え置き型で一体型の無線送信機/レーザ送信機(RT_LT)に接続するように構成された無線リンク98を備えている。無線通信リンクは、{移動電話リンク、無線、プライベート無線帯域、SiteNet(米国登録商標) 900によるプライベート無線ネットワーク、無線インターネット、及び衛星無線通信リンク}から成る群から選択されている。(上記の本格的な議論を参照のこと)。
【0139】
引き続き図2を参照して、本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の無線受信機/レーザ検出器(RR_LD)81は、さらに、据え置き型の電波送信機90が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、無線アンテナ92と無線リンク98とを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機104を備えている。本発明の本実施の形態では、可搬型で一体型の無線受信機/レーザ検出器(RR_LD)81は、受信した少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、ナビゲーション処理装置108を用いて自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。
【0140】
引き続き図2を参照して、本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)81は、さらに、電波アンテナ118を用いて、複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機102と、据え置き型レーザ送信機88が生成する少なくとも1本のレーザビーム94(及び/又は96)を検出するように構成されたレーザ検出器106とを備えている。本発明の本実施の形態では、一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)81は、受信した複数の外部電波信号に基づいて、第1の(メートル又はセンチメートルの)レベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されており、また、検出した少なくとも1本のレーザビーム94(及び/又は96)に基づいて、ナビゲーション処理装置108を用いて、第2の(ミリメートルの)レベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されている。
【0141】
本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)81は、さらに、据え置き型で一体型の電波送信機90が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、無線リンク98とアンテナ92とを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機104と、据え置き型のレーザ送信機88が生成する少なくとも1本のレーザビーム94(及び/又は96)を検出するように構成されたレーザ検出器106とを備えている。本発明の本実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)81は、据え置き型で一体型の電波送信機90が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、第1の(センチメートル又はメートルの)レベルの精度で、自身の位置座標を決定するように構成されており、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した少なくとも1本のレーザビーム94(及び/又は96)に基づいて、ナビゲーション処理装置108を用いて、第2の(ミリメートルの)レベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されている。
【0142】
引き続き図2を参照して、本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)81は、さらに、複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機102と、据え置き型で一体型の電波送信機90が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、無線リンク98を用いて受信するように構成された疑似衛星受信機104と、据え置き型のレーザ送信機88が生成する少なくとも1本のレーザビー
ム94(及び/又は96)を検出するように構成されたレーザ検出器106とを備えている。本発明の本実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)81は、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RTR_LT)82が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した複数の外部電波信号に基づいて、ナビゲーション処理装置108を用いて、第1の(センチメートル又はメートルの)レベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。また、本発明の本実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)81は、検出した少なくとも1本のレーザビーム94(及び/又は96)に基づいて、ナビゲーション処理装置108を用いて、第2の(ミリメートルの)レベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されている。
【0143】
引き続き図2を参照して、本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)81は、さらに、複数の外部電波信号から第1の組の測定データを受信するように構成された電波受信機102と、据え置き型で一体型の電波送信機90が発信する少なくとも1つの内部電波信号から第2の組の測定データを、無線リンク98を用いて受信するように構成された疑似衛星受信機104と、第3の組の測定データを受信するために、据え置き型の電波送信機88が生成する少なくとも1本のレーザビーム94(及び/又は96)を検出するように構成されたレーザ検出器106と、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てるように構成された加重/ナビゲーション処理装置108とを備えている。
【0144】
本発明の1つの実施の形態では、測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、各測定地点パラメータは、{地点のトポロジー、地点の天候条件、及び地点での少なくとも1本のレーザビームの可視性}から成る群から選択される。(上記の本格的な議論を参照のこと)。
【0145】
1つの実施の形態において、図3は、本発明の電波及び光方式の3次元測位システム140を示しており、当該システム140は、座標が既知の第1の場所156に位置する据え置き型の電波送信機156と、座標が既知の第2の場所152に位置する据え置き型のレーザ送信機150と、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)180とを備えるものである。
【0146】
本発明の1つの実施の形態では、据え置き型の電波送信機154は、少なくとも1つの内部電波信号を発信するように構成されており、据え置き型のレーザ送信機150は、少なくとも1本のレーザビームを発信するように構成されている。本発明の本実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)180は、複数の外部電波信号を受信するように構成され、据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信するように構成され、据え置き型のレーザ送信機が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出するように構成され、{受信した複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている。(以下の議論を参照のこと)。
【0147】
本発明の1つの実施の形態では、座標が既知の第1の場所156に位置する据え置き型の電波送信機154は、さらに、疑似衛星送信機を備えている。
【0148】
本発明の1つの実施の形態では、座標が既知の第2の場所152に位置する据え置き型のレーザ送信機150は、さらに、高精度の垂直座標を提供する基準レーザビームを生成するように構成された面状レーザ送信機を備えている。(上記の議論を参照のこと)。本発明の別の実施の形態では、座標が既知の第2の場所152に位置する据え置き型のレー
ザ送信機150は、さらに、回転する少なくとも1本の扇状レーザビーム172(及び又は174)を生成するように構成された扇状レーザ送信機を備えている。(上記の議論を参照のこと)。
【0149】
本発明の1つの実施の形態では、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)180は、さらに、電波測位システム受信機166(168)と、当該電波測位システム受信機166に一体化されているレーザ検出器170とを備えている。電波測位システム受信機166(168)は、さらに、電波アンテナ164(162)を備えており、電波アンテナ164(162)の位相中心とレーザ検出器170との間の距離が既知であって固定されている。
【0150】
本発明の1つの実施の形態では、電波測位システム受信機166(168)は、{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する複数の外部電波信号を受信するように構成されている。(上記の議論を参照のこと)。
【0151】
1つの実施の形態では、本発明のシステムは、さらに、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)180を、据え置き型の無線送信機154に接続するように構成された無線リンク160を備えている。無線通信リンクは、{移動電話リンク、無線、プライベート無線帯域、SiteNet(米国登録商標) 900によるプライベート無線ネットワーク、無線インターネット、及び衛星無線通信リンク}から成る群から選択されている。(上記の議論を参照のこと)。
【0152】
引き続き図3を参照して、より具体的には、本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の無線受信機/レーザ検出器(RR_LD)180は、さらに、据え置き型の電波送信機154が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、無線リンク160を用いて受信するように構成され、かつ受信した少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、ナビゲーション処理装置176を用いて、自身の3次元位置座標を決定するように構成された疑似衛星受信機168を備えている。
【0153】
引き続き図3を参照して、より具体的には、本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)180は、さらに、少なくとも4つの衛星(又は電波)源142、144、146及び148が発信する複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機166と、据え置き型のレーザ送信機150が生成する少なくとも1本のレーザビーム172(及び/又は174)を検出するように構成されたレーザ検出器170とを備えている。本発明の本実施の形態では、一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)180は、受信した複数の外部電波信号に基づいて、第1の(メートル又はセンチメートルの)レベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されており、また、一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した少なくとも1本のレーザビーム172(及び/又は174)に基づいて、ナビゲーション処理装置176を用いて、第2の(ミリメートルの)レベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されている。
【0154】
本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)180は、さらに、据え置き型の電波送信機154が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、無線リンク160を用いて受信するように構成された疑似衛星受信機168と、据え置き型のレーザ送信機150が生成する少なくとも1本のレーザビーム172(及び/又は174)を検出するように構成されたレーザ検出器170とを備えている。本発明の本実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)
180は、据え置き型の電波送信機154が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、第1の(メートル又はセンチメートルの)レベルの精度で、自身の位置座標を決定するように構成されており、かつ、検出した少なくとも1本のレーザビーム172(及び/又は175)に基づいて、ナビゲーション処理装置176を用いて、第2の(ミリメートルの)レベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されている。
【0155】
本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)180は、さらに、複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機166と、据え置き型の電波送信機154が発信する少なくとも1つの内部電波信号を、無線リンク160を用いて受信するように構成された疑似衛星受信機168と、据え置き型のレーザ送信機150が生成する少なくとも1本のレーザビーム172(及び/又は174)を検出するように構成されたレーザ検出器170とを備えている。本発明の本実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)180は、据え置き型の電波送信機154が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ、少なくとも1つの衛星(及び/又は電波)源から発信され、受信した複数の外部電波信号に基づいて、第1の(センチメートル又はメートルの)レベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されており、また、検出した少なくとも1本のレーザビーム172(及び/又は174)に基づいて、ナビゲーション処理装置176を用いて、第2の(ミリメートルの)レベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されている。
【0156】
引き続き図3を参照して、本発明の1つの実施の形態では、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)180は、さらに、複数の外部電波信号から第1の組の測定データを受信するように構成された電波受信機166と、据え置き型の電波送信機154が発信する少なくとも1つの内部電波信号から第2の組の測定データを、無線リンク160を用いて受信するように構成された疑似衛星受信機168と、第3の組の測定データを受信するために、据え置き型のレーザ送信機150が生成する少なくとも1本のレーザビーム172(及び/又は174)を検出するように構成されたレーザ検出器170と、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てるように構成された加重/ナビゲーション処理装置とを備えている。本発明の1つの実施の形態では、測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、各測定地点パラメータは、{地点のトポロジー、地点の天候条件、及び地点での少なくとも1本のレーザビームの可視性}から成る群から選択される。(上記の議論を参照のこと)。
【0157】
本発明のもう1つの態様は、図1の据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)12を用いて、可搬性機器の利用者14の位置座標を決定する方法に関するものである。
【0158】
本実施の形態では、本発明の方法は、以下の工程(図示略)を備えている。すなわち、(A)据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)12を備える電波及び光方式の3次元測位システム10と、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)14を有する可搬性機器利用者と、を準備する工程、(B)据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)を用いて、第1の複数の外部電波信号を受信する工程、(C)受信した第1の複数の外部電波信号に基づいて、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)の位置座標を決定する工程、(D)据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)を用いて、少なくとも1つの内部電波信号を発信し、かつ少なくとも1本のレーザビームを発信する工程、(E)可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、第2の複数の外部電波信号を受信し、据え置き型で一体型の自己位置測位RTR_LTが発信する少なくとも1つの内部電波信号を
受信し、自己位置測位一体型RTR_LTが生成するレーザビームを検出する工程、及び(F){受信した第2の複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程である。
【0159】
本発明の1つの実施の形態では、工程(B)は、さらに、(B1){GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する第1の複数の外部電波信号を受信する工程を備えている。
【0160】
本発明の1つの実施の形態では、工程(B)は、さらに、(B2){基地局、RTK基地局、仮想基地局(VBS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの発信源が発信する1組の差分補正データを受信する工程、を備えている。
【0161】
本発明の1つの実施の形態では、工程(D)は、さらに、(D1)面状レーザ送信機を用いて、高精度の垂直座標を提供する基準レーザビームを生成する工程、を備えている。本発明の別の実施の形態では、工程(D)は、さらに、(D2)扇状レーザ送信機を用いて、回転する少なくとも1本の扇状レーザビームを生成する工程を備えている。
【0162】
本発明の1つの実施の形態では、工程(E)は、さらに、(E1){GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する第2の複数の外部電波信号を受信する工程を備えている。本発明の1つの実施の形態では、工程(E)は、さらに、(E2)据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出する工程を備えている。
【0163】
本発明の1つの実施の形態では、工程(F)は、さらに、(F1)受信した第2の複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、(F2)検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の高さ座標を決定する工程とを備えている。本発明の1つの実施の形態では、工程(F)は、さらに、(F3)据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した第2の複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、(F4)検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の高さ座標を決定する工程とを備えている。本発明の1つの実施の形態では、工程(F)は、さらに、(F5)加重処理装置を用いて、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てる工程を備えており、測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、各測定地点パラメータは、{地点のトポロジー、地点の天候条件、及び地点での少なくとも1本のレーザビームの可視性}から成る群から選択されるものである。
【0164】
本発明のさらに別の態様は、(図1の)据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)12を用いる少なくとも1台の可搬性機器を追跡する方法に関するものであり、このような可搬性機器の少なくとも1人の利用者が、(図1の)可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)14を有するものである。
【0165】
1つの実施の形態では、本発明の追跡方法は、以下の工程(図示略)を備えている。すなわち、(A)第1の複数の外部電波信号に基づいて、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)(図1の符号12)の位置座標を決定する工程、(B)据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)(図1の符号12)を用いて、少なくとも1つの内部電波信号と、少なくとも1本のレーザビームとを、実質的に連続的に発信する工程、(C)少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)(図1の符号14)を用いて、第2の複数の外部電波信号を受信し、据え置き型で一体型の自己位置測位RTR_LTが発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、自己位置測位一体型RTR_LTが生成するレーザビームを検出する工程、(D){受信した第2の複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)(図1の符号14)の3次元位置座標を決定する工程、及び(E)据え置き型で一体型の自己位置測位RTR_LTレーザ送信機に、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標の測定結果を返送する工程である。1つの実施の形態では、据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)は、さらに、表示部を備えており(図示略)、本発明の追跡方法は、さらに、(F)少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標の測定結果を表示する工程を備えている。
【0166】
本発明のさらに別の態様は、可搬性機器の利用者の位置座標を決定する方法に関するものであり、以下の工程(図示略)、すなわち、(A)既知の場所84に位置する据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)82を備える図2の電波及び光方式の3次元測位システム80と、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)81を有する可搬性機器利用者と、を準備する工程、(B)据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)を用いて、少なくとも1つの内部電波信号を発信し、かつ少なくとも1本のレーザビームを発信する工程、(C)可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、複数の外部電波信号を受信し、据え置き型で一体型のRT_LTが発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、据え置き型で一体型のRT_LTが生成するレーザビームを検出する工程、及び(D){受信した複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程を備えている。
【0167】
本発明の1つの実施の形態では、工程(C)は、さらに、(C2)据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出する工程を備えている。
【0168】
本発明の1つの実施の形態では、工程(D)は、さらに、(D1)受信した複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程、及び(D2)検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の高さ座標を決定する工程を備えている。
【0169】
本発明の1つの実施の形態では、工程(D)は、さらに、(D3)据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、可搬型
で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程、及び(D4)検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の高さ座標を決定する工程を備えている。
【0170】
1つの実施の形態では、工程(D)は、さらに、(D5)加重処理装置を用いて、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てる工程を備えており、測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、各測定地点パラメータは、{地点のトポロジー、地点の天候条件、及び地点での少なくとも1本のレーザビームの可視性}から成る群から選択されるものである。
【0171】
本発明のさらに別の態様は、(図2の)据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)82を用いて、少なくとも1台の可搬性機器を追跡する方法に関するものであり、可搬性機器の少なくとも1人の利用者が、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)(図2の符号81)を有するものである。本実施の形態では、本発明の追跡方法は、以下の工程(図示略)を備えている。すなわち、(A)据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)を用いて、少なくとも1つの内部電波信号と、少なくとも1本のレーザビームとを、実質的に連続的に発信する工程、(B)少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、複数の外部電波信号を受信し、据え置き型で一体型のRT_LTが発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、据え置き型で一体型のRT_LTが生成するレーザビームを検出する工程、(C){受信した第2の複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程、(D)据え置き型で一体型のRT_LTに、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標の測定結果を返送する工程、及び、(必要に応じて)(E)据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が、さらに表示部(図示略)を備えており、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標の測定結果を表示する工程である。
【0172】
本発明のさらに別の態様は、座標が既知の第1の場所(図3の符号156)に位置する据え置き型の電波送信機(図3の符号154)と、座標が既知の第2の場所(図3の符号152)に位置する据え置き型のレーザ送信機(図3の符号150)とを用いて、可搬性機器の利用者(図3の符号180)の位置座標を決定する方法に関するものである。1つの実施の形態では、本発明の方法は、以下の工程(図示略)を備えている。すなわち、(A)座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機を準備し、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機を準備し、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を有する可搬性機器の利用者を準備する工程、(B)座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機を用いて、少なくとも1つの内部電波信号を発信する工程、(C)座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機を用いて、少なくとも1本のレーザビームを発信する工程、(D)可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、複数の外部電波信号を受信し、座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機が生成するレーザビームを検出する工程、及び(E){受信した複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程である。
【0173】
本発明の1つの実施の形態では、工程(D)は、さらに、(D2)据え置き型のレーザ送信機が生成する少なくとも1本のレーザビームを検出する工程を備えている。
【0174】
本発明の1つの実施の形態では、工程(E)は、さらに、(E1)受信した複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程、及び(E2)検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の高さ座標を決定する工程を備えている。
【0175】
本発明の1つの実施の形態では、工程(E)は、さらに、(E3)据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程、及び(E4)検出した少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の高さ座標を決定する工程を備えている。
【0176】
本発明の1つの実施の形態では、工程(E)は、さらに、(E5)加重処理装置を用いて、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てる工程を備えており、測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、各測定地点パラメータは、{地点のトポロジー、地点の天候条件、及び地点での少なくとも1本のレーザビームの可視性}から成る群から選択されるものである。
【0177】
本発明のさらに別の態様は、座標が既知の第1の場所(図3の符号156)に位置する据え置き型の電波送信機(図3の符号154)と、座標が既知の第2の場所(図3の符号152)に位置する据え置き型のレーザ送信機(図3の符号150)とを用いて、少なくとも1台の可搬性機器180を追跡する方法に関するものであり、可搬性機器の少なくとも1人の利用者が、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)(図3の符号180)を有するものである。本発明の本実施の形態では、方法は、以下の工程(図示略)を備えている。すなわち、(A)座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機を用いて、少なくとも1つの内部電波信号を、実質的に連続的に発信する工程、(B)座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機を用いて、少なくとも1本のレーザビームを、実質的に連続的に発信する工程、(C)可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、複数の外部電波信号を受信し、座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの内部電波信号を受信し、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機が生成するレーザビームを検出する工程、及び(D){受信した複数の外部電波信号、受信した少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程、(E)座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機と、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機とに、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標の測定結果を返送する工程、及び、(必要に応じて)(F)座標が既知の第1の場所に位置する電波送信機が、第1の表示部(図示略)を有しており、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機が、第2の表示部(図示略)を有しており、前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標の測定結果を表示する工程である。
【0178】
本発明の特定の実施の形態についての上記説明は、例示と記述とを目的として提示した
ものである。それらは、網羅的であったり、開示した形態そのままに本発明を制限したりすることを意図したものではなく、数多くの変更や変形が、上記の教示内容に照らして可能であることは自明である。それらの実施の形態は、本発明の原理と、その実際的な応用とを最も良く説明し、それによって、当技術分野の技能を有する他者が、予期される特定の利用に適するような様々な変更がなされた本発明と様々な実施の形態とを、最も良く利用できるようにするために、選択し、説明したものである。本発明の範囲は、添付のクレームとその均等物に規定されることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【0179】
【図1】据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)と、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)とを備える本発明の電波及び光方式3次元測位システムを示す図である。
【図2】座標が既知の場所に位置し、据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)と、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)とを備える本発明の電波及び光方式3次元測位システムを示す図である。
【図3】座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機と、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機と、少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)とを備える本発明の電波及び光方式3次元測位システムを示す図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の複数の外部電波信号を受信するように構成され、受信した前記第1の複数の外部電波信号に基づいて自身の位置座標を決定するように構成され、少なくとも1つの内部電波信号を発信するように構成され、少なくとも1本のレーザビームを発信するように構成された据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)と、
第2の複数の外部電波信号を受信するように構成され、前記据え置き型で一体型の自己位置測位RTR_LTが発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を受信するように構成され、前記自己位置測位一体型RTR_LTが生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出するように構成され、{受信した前記第2の複数の外部電波信号、受信した前記少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した前記少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成された少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)と、を備える電波及び光方式の3次元測位システム。
【請求項2】
前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)は、
{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する前記第1の複数の外部電波信号を受信するように構成された疑似衛星送受信機と、
前記疑似衛星送受信機に一体化されているレーザ送信機と、をさらに備える請求項1に記載のシステム。
【請求項3】
前記疑似衛星送受信機は、
据え置き型の電波アンテナをさらに備え、前記据え置き型の電波アンテナの位相中心と前記レーザ送信機との間の距離が既知であって固定されている請求項2に記載のシステム。
【請求項4】
前記レーザ送信機は、
高精度の垂直座標を提供する基準レーザビームを生成するように構成された面状レーザ送信機をさらに備える請求項2に記載のシステム。
【請求項5】
前記レーザ送信機は、
回転する少なくとも1本の扇状レーザビームを生成するように構成された扇状レーザ送信機をさらに備える請求項2に記載のシステム。
【請求項6】
前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)は、
{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された前記少なくとも1つの電波源が発信する前記第1の複数の外部電波信号を受信するように構成され、かつ、{基地局、RTK基地局、仮想基地局(VBS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの発信源が発信する1組の差分補正データを受信するように構成された差分型の疑似衛星送受信機と、
レーザ送信機と、をさらに備え、
前記差分型の疑似衛星送受信機は、前記差分型の疑似衛星送受信機の座標の正確な測定結果を得るために、前記第1の複数の外部電波信号と、前記1組の差分補正データを用いるように構成されている請求項1に記載のシステム。
【請求項7】
前記差分型の疑似衛星送受信機を差分補正データの前記発信源に接続するように構成された第1の無線通信リンクを、さらに備え、前記第1の無線通信リンクが、{移動電話リンク、無線、プライベート無線帯域、SiteNet 900によるプライベート無線ネットワーク、無線インターネット、及び衛星無線通信リンク}から成る群から選択されている請求項6に記載のシステム。
【請求項8】
少なくとも1台の前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する前記第2の複数の外部電波信号を受信するように構成された電波測位システム受信機と、
前記電波測位システム受信機に一体化されているレーザ検出器と、をさらに備え、
前記電波測位システム受信機は、受信した前記第2の複数の外部電波信号に基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている請求項1に記載のシステム。
【請求項9】
前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を、前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)に接続するように構成された第2の無線リンクを、さらに備え、
前記第2の無線通信リンクは、{移動電話リンク、無線、プライベート無線帯域、SiteNet 900によるプライベート無線ネットワーク、無線インターネット、及び衛星無線通信リンク}から成る群から選択されている請求項1に記載のシステム。
【請求項10】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の無線受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を、前記第2の無線リンクを用いて受信するように構成され、かつ前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、受信した前記少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成された疑似衛星受信機を、さらに備える請求項9に記載のシステム。
【請求項11】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
前記第2の複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機と、
前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器と、をさらに備え、
前記一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、受信した前記第2の複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されており、
前記一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した前記少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されており、
前記第2のレベルの精度で決定された1組の測定結果は、前記第1のレベルの精度で決定された前記1組の測定結果よりも精度が高い請求項1に記載のシステム。
【請求項12】
前記電波受信機は、
電波アンテナを、さらに備え、前記電波アンテナの位相中心と前記レーザ検出器との間の距離が既知であって固定されている請求項11に記載のシステム。
【請求項13】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)
が発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を、前記第2の無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、
前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器と、をさらに備え、
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する前記少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、前記第1のレベルの精度で、自身の位置座標を決定するように構成されており、
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した前記少なくとも1本のレーザビームに基づいて、前記第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されており、
前記第2のレベルの精度で決定された1組の測定結果は、前記第1のレベルの精度で決定された前記1組の測定結果よりも精度が高い請求項1に記載のシステム。
【請求項14】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
前記第2の複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機と、
前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を、前記第2の無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、
前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器と、をさらに備え、
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する前記少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した前記第2の複数の外部電波信号に基づいて、前記第1のレベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されており、
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した前記少なくとも1本のレーザビームに基づいて、前記第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されており、
前記第2のレベルの精度は、前記第1のレベルの精度よりも高い請求項1に記載のシステム。
【請求項15】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
前記第2の複数の外部電波信号から第1の組の測定データを受信するように構成された電波受信機と、
前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する少なくとも1つの前記内部電波信号から第2の組の測定データを、前記第2の無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、
第3の組の測定データを受信するために、前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器と、
加重処理装置と、をさらに備え、
前記加重処理装置は、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てるように構成されている請求項1に記載のシステム。
【請求項16】
前記測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、前記測定地点パラメータの各々は、{前記地点のトポロジー、前記地点の天候条件、及び前記地点での少なくとも1本の前記レーザビームの可視性}か
ら成る群から選択される請求項1に記載のシステム。
【請求項17】
座標が既知の場所に位置し、少なくとも1つの内部電波信号を発信するように構成され、少なくとも1本のレーザビームを発信するように構成されている据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)と、
複数の外部電波信号を受信するように構成され、前記据え置き型で一体型のRT_LTが発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を受信するように構成され、前記一体型RT_LTが生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出するように構成され、{受信した前記複数の外部電波信号、受信した前記少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した前記少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成された少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)と、を備える電波及び光方式の3次元測位システム。
【請求項18】
前記据え置き型で一体型の電波送受信機/レーザ送信機(RT_LT)は、
疑似衛星送信機と、
当該疑似衛星送信機に一体化されたレーザ送信機と、をさらに備える請求項17に記載のシステム。
【請求項19】
前記疑似衛星送信機は、
据え置き型の電波アンテナを、さらに備え、前記据え置き型の電波アンテナの位相中心と前記レーザ送信機との間の距離が、既知であって固定されている請求項18に記載のシステム。
【請求項20】
前記レーザ送信機は、
高精度の垂直座標を提供する基準レーザビームを生成するように構成された面状レーザ送信機を、さらに備える請求項18に記載のシステム。
【請求項21】
前記レーザ送信機は、
回転する少なくとも1本の扇状レーザビームを生成するように構成された扇状レーザ送信機を、さらに備える請求項18に記載のシステム。
【請求項22】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する複数の外部電波信号を受信するように構成されている電波測位システム受信機と、
当該電波測位システム受信機に一体化されているレーザ検出器と、をさらに備え、
前記電波測位システム受信機は、受信した前記複数の外部電波信号に基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている請求項17に記載のシステム。
【請求項23】
前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を、前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)に接続するように構成された無線リンクを、さらに備え、
前記無線通信リンクは、{移動電話リンク、無線、プライベート無線帯域、SiteNet 900によるプライベート無線ネットワーク、無線インターネット、及び衛星無線通信リンク}から成る群から選択される請求項17に記載のシステム。
【請求項24】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の無線受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が発信する少なく
とも1つの前記内部電波信号を、前記無線リンクを用いて受信するように構成され、かつ受信した前記少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成された疑似衛星受信機を、さらに備える請求項23に記載のシステム。
【請求項25】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
前記複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機と、
前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器と、をさらに備え、
前記一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、受信した前記複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されており、
前記一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した前記少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されており、
前記第2のレベルの精度で決定された1組の測定結果は、前記第1のレベルの精度で決定された前記1組の測定結果よりも精度が高い請求項17に記載のシステム。
【請求項26】
前記電波受信機は、
電波アンテナを、さらに備え、前記電波アンテナの位相中心と前記レーザ検出器との間の距離が既知であって固定されている請求項25に記載のシステム。
【請求項27】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を、前記無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、
前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器と、をさらに備え、
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が発信する前記少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、前記第1のレベルの精度で、自身の位置座標を決定するように構成されており、
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した前記少なくとも1本のレーザビームに基づいて、前記第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されており、
前記第2のレベルの精度で決定された1組の測定結果は、前記第1のレベルの精度で決定された前記1組の測定結果よりも精度が高い請求項17に記載のシステム。
【請求項28】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
前記複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機と、
前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を、前記無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、
前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器と、をさらに備え、
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する前記少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した前記複数の外部電波信号に基づい
て、前記第1のレベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されており、
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した前記少なくとも1本のレーザビームに基づいて、前記第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されており、
前記第2のレベルの精度は、前記第1のレベルの精度よりも高い請求項17に記載のシステム。
【請求項29】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
前記複数の外部電波信号から第1の組の測定データを受信するように構成された電波受信機と、
前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が発信する少なくとも1つの前記内部電波信号から第2の組の測定データを、前記無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、
第3の組の測定データを受信するために、前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器と、
加重処理装置と、をさらに備え、
前記加重処理装置は、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てるように構成されている請求項17に記載のシステム。
【請求項30】
前記測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、前記測定地点パラメータの各々は、{前記地点のトポロジー、前記地点の天候条件、及び前記地点での少なくとも1本の前記レーザビームの可視性}から成る群から選択される請求項17に記載のシステム。
【請求項31】
座標が既知の第1の場所に位置し、少なくとも1つの内部電波信号を発信するように構成された据え置き型の電波送信機と、
座標が既知の第2の場所に位置し、少なくとも1本のレーザビームを発信するように構成された据え置き型のレーザ送信機と、
複数の外部電波信号を受信するように構成され、前記据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を受信するように構成され、前記据え置き型のレーザ送信機が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出するように構成され、{受信した前記複数の外部電波信号、受信した前記少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した前記少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成された少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)と、を備える電波及び光方式の3次元測位システム。
【請求項32】
前記据え置き型の電波送信機は、
疑似衛星送信機を、さらに備える請求項31に記載のシステム。
【請求項33】
前記レーザ送信機は、
高精度の垂直座標を提供する基準レーザビームを生成するように構成された面状レーザ送信機を、さらに備える請求項31に記載のシステム。
【請求項34】
前記レーザ送信機は、
回転する少なくとも1本の扇状レーザビームを生成するように構成された扇状レーザ送信機を、さらに備える請求項31に記載のシステム。
【請求項35】
少なくとも1台の前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
{GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する複数の外部電波信号を受信するように構成された電波測位システム受信機と、
前記電波測位システム受信機に一体化されているレーザ検出器と、をさらに備え、
前記電波測位システム受信機は、受信した前記複数の外部電波信号に基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成されている請求項31に記載のシステム。
【請求項36】
前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を、前記据え置き型の無線送信機に接続するように構成された無線リンクを、さらに備え、
前記無線通信リンクは、{移動電話リンク、無線、プライベート無線帯域、SiteNet 900によるプライベート無線ネットワーク、無線インターネット、及び衛星無線通信リンク}から成る群から選択されている請求項31に記載のシステム。
【請求項37】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の無線受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
前記据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を、前記無線リンクを用いて受信するように構成され、受信した前記少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、自身の3次元位置座標を決定するように構成された疑似衛星受信機を、さらに備える請求項31に記載のシステム。
【請求項38】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
前記複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機と、
前記据え置き型のレーザ送信機が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器と、をさらに備え、
前記一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、受信した前記複数の外部電波信号に基づいて、第1のレベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されており、
前記一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した前記少なくとも1本のレーザビームに基づいて、第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されており、
前記第2のレベルの精度で決定された1組の測定結果は、前記第1のレベルの精度で決定された前記1組の測定結果よりも精度が高い請求項31に記載のシステム。
【請求項39】
前記電波受信機は、
電波アンテナを、さらに備え、前記電波アンテナの位相中心と前記レーザ検出器との間の距離が既知であって固定されている請求項38に記載のシステム。
【請求項40】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
前記据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を、前記無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、
前記据え置き型のレーザ送信機が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器と、をさらに備え、
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、前記据え置き型の電波送信機が発信する前記少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、前記第1のレベルの精度で、自身の位置座標を決定するように構成されており、
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した前記少なくとも1本のレーザビームに基づいて、前記第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されており、
前記第2のレベルの精度で決定された1組の測定結果は、前記第1のレベルの精度で決
定された前記1組の測定結果よりも精度が高い請求項31に記載のシステム。
【請求項41】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
前記複数の外部電波信号を受信するように構成された電波受信機と、
前記据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を、前記無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、
前記据え置き型のレーザ送信機が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器と、をさらに備え、
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、前記据え置き型の電波送信機が発信する前記少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した前記複数の外部電波信号に基づいて、前記第1のレベルの精度で、自身の3次元位置座標を決定するように構成されており、
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、検出した前記少なくとも1本のレーザビームに基づいて、前記第2のレベルの精度で、自身の高さを決定するように構成されており、
前記第2のレベルの精度は、前記第1のレベルの精度よりも高い請求項31に記載のシステム。
【請求項42】
前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)は、
前記複数の外部電波信号から第1の組の測定データを受信するように構成された電波受信機と、
前記据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの前記内部電波信号から第2の組の測定データを、前記無線リンクを用いて受信するように構成された疑似衛星受信機と、
第3の組の測定データを受信するために、前記据え置き型のレーザ送信機が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出するように構成されたレーザ検出器と、
加重処理装置と、をさらに備え、
当該加重処理装置は、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てるように構成されている請求項31に記載のシステム。
【請求項43】
前記測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、前記測定地点パラメータの各々は、{前記地点のトポロジー、前記地点の天候条件、及び前記地点での少なくとも1本の前記レーザビームの可視性}から成る群から選択される請求項31に記載のシステム。
【請求項44】
可搬性機器の利用者の位置座標を決定する方法であって、
(A)据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)を備える電波及び光方式の3次元測位システムと、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を有する前記可搬性機器利用者と、を準備する工程と、
(B)前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)を用いて、第1の複数の外部電波信号を受信する工程と、
(C)受信した前記第1の複数の外部電波信号に基づいて、前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)の位置座標を決定する工程と、
(D)前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)を用いて、少なくとも1つの内部電波信号を発信し、かつ少なくとも1本のレーザビームを発信する工程と、
(E)可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、第2の複数の外部電波信号を受信し、前記据え置き型で一体型の自己位置測位RTR_LTが発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を受信し、前記自己位置測位一体型RTR_LT
が生成する前記レーザビームを検出する工程と、
(F){受信した前記第2の複数の外部電波信号、受信した前記少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した前記少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、を備える可搬性機器の利用者の位置座標を決定する方法。
【請求項45】
前記工程(B)は、
(B1){GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する前記第1の複数の外部電波信号を受信する工程を、さらに備える請求項44に記載の方法。
【請求項46】
前記工程(B)は、
(B2){基地局、RTK基地局、仮想基地局(VBS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの発信源が発信する1組の差分補正データを受信する工程、をさらに備える請求項44に記載の方法。
【請求項47】
前記工程(D)は、
(D1)面状レーザ送信機を用いて、高精度の垂直座標を提供する基準レーザビームを生成する工程を、さらに備える請求項44に記載の方法。
【請求項48】
前記工程(D)は、
(D2)扇状レーザ送信機を用いて、回転する少なくとも1本の扇状レーザビームを生成する工程を、さらに備える請求項44に記載の方法。
【請求項49】
前記工程(E)は、
(E1){GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する前記第2の複数の外部電波信号を受信する工程を、さらに備える請求項44に記載の方法。
【請求項50】
前記工程(E)は、
(E2)前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出する工程を、さらに備える請求項44に記載の方法。
【請求項51】
前記工程(F)は、
(F1)受信した前記第2の複数の外部電波信号に基づいて、前記第1のレベルの精度で、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、
(F2)検出した前記少なくとも1本のレーザビームに基づいて、前記第2のレベルの精度で、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の前記高さ座標を決定する工程と、をさらに備え、
前記第2のレベルの精度で決定された1組の測定結果は、前記第1のレベルの精度で決定された前記1組の測定結果よりも精度が高い請求項44に記載の方法。
【請求項52】
前記工程(F)は、
(F3)前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)が発信する前記少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した前記第
2の複数の外部電波信号に基づいて、前記第1のレベルの精度で、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、
(F4)検出した前記少なくとも1本のレーザビームに基づいて、前記第2のレベルの精度で、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の前記高さ座標を決定する工程と、をさらに備え、前記第2のレベルの精度は、前記第1のレベルの精度よりも高い請求項44に記載の方法。
【請求項53】
前記工程(F)は、
(F5)加重処理装置を用いて、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てる工程を、さらに備え、前記測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、前記測定地点パラメータの各々は、{前記地点のトポロジー、前記地点の天候条件、及び前記地点での少なくとも1本の前記レーザビームの可視性}から成る群から選択される請求項44に記載の方法。
【請求項54】
据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)を用いる少なくとも1台の可搬性機器を追跡する方法であって、前記可搬性機器の少なくとも1人の利用者が、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を有するものであって、前記方法は、
(A)第1の複数の外部電波信号に基づいて、前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)の位置座標を決定する工程と、
(B)前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)を用いて、少なくとも1つの内部電波信号と、少なくとも1本のレーザビームとを、実質的に連続的に発信する工程と、
(C)少なくとも1台の前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、第2の複数の外部電波信号を受信し、前記据え置き型で一体型の自己位置測位RTR_LTが発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を受信し、前記自己位置測位一体型RTR_LTが生成する前記レーザビームを検出する工程と、
(D){受信した前記第2の複数の外部電波信号、受信した前記少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した前記少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、少なくとも1台の前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、
(E)前記据え置き型で一体型の自己位置測位RTR_LTレーザ送信機に、前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の前記3次元位置座標の測定結果を返送する工程と、を備える少なくとも1台の可搬性機器を追跡する方法。
【請求項55】
(F)少なくとも1台の前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の前記3次元位置座標の測定結果を表示する工程を、さらに備え、前記据え置き型で一体型の自己位置測位電波送受信機/レーザ送信機(RTR_LT)は、表示部をさらに備える請求項54に記載の方法。
【請求項56】
可搬性機器の利用者の位置座標を決定する方法であって、
(A)既知の場所に位置する据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)を備える電波及び光方式の3次元測位システムと、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を有する前記可搬性機器利用者と、を準備する工程と、
(B)前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)を用いて、少なくとも1つの内部電波信号を発信し、かつ少なくとも1本のレーザビームを発信する工程と、
(C)前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、複数
の外部電波信号を受信し、前記据え置き型で一体型のRT_LTが発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を受信し、前記据え置き型で一体型のRT_LTが生成する前記レーザビームを検出する工程と、
(D){受信した前記複数の外部電波信号、受信した前記少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した前記少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、を備える可搬性機器の利用者の位置座標を決定する方法。
【請求項57】
前記工程(B)は、
(B1)面状レーザ送信機を用いて、高精度の垂直座標を提供する基準レーザビームを生成する工程を、さらに備える請求項56に記載の方法。
【請求項58】
前記工程(B)は、
(B2)扇状レーザ送信機を用いて、回転する少なくとも1本の扇状レーザビームを生成する工程を、さらに備える請求項56に記載の方法。
【請求項59】
前記工程(C)は、
(C1){GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する前記複数の外部電波信号を受信する工程を、さらに備える請求項56に記載の方法。
【請求項60】
前記工程(C)は、
(C2)前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出する工程を、さらに備える請求項56に記載の方法。
【請求項61】
前記工程(D)は、
(D1)受信した前記複数の外部電波信号に基づいて、前記第1のレベルの精度で、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、
(D2)検出した前記少なくとも1本のレーザビームに基づいて、前記第2のレベルの精度で、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の前記高さ座標を決定する工程と、をさらに備え、前記第2のレベルの精度で決定された1組の測定結果は、前記第1のレベルの精度で決定された前記1組の測定結果よりも精度が高い請求項56に記載の方法。
【請求項62】
前記工程(D)は、
(D3)前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が発信する前記少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した前記複数の外部電波信号に基づいて、前記第1のレベルの精度で、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、
(D4)検出した前記少なくとも1本のレーザビームに基づいて、前記第2のレベルの精度で、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の前記高さ座標を決定する工程と、をさらに備え、前記第2のレベルの精度は、前記第1のレベルの精度よりも高い請求項56に記載の方法。
【請求項63】
前記工程(D)は、
(D5)加重処理装置を用いて、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異
なる重みを割り当てる工程を、さらに備え、前記測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、前記測定地点パラメータの各々は、{前記地点のトポロジー、前記地点の天候条件、及び前記地点での少なくとも1本の前記レーザビームの可視性}から成る群から選択される請求項56に記載の方法。
【請求項64】
据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)を用いる少なくとも1台の可搬性機器を追跡する方法であって、前記可搬性機器の少なくとも1人の利用者が、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を有するものであって、前記方法は、
(A)前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)を用いて、少なくとも1つの内部電波信号と、少なくとも1本のレーザビームとを、実質的に連続的に発信する工程と、
(B)少なくとも1台の前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、複数の外部電波信号を受信し、前記据え置き型で一体型のRT_LTが発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を受信し、前記据え置き型で一体型のRT_LTが生成する前記レーザビームを検出する工程と、
(C){受信した前記第2の複数の外部電波信号、受信した前記少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した前記少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、少なくとも1台の前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、
(D)前記据え置き型で一体型のRT_LTに、前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の前記3次元位置座標の測定結果を返送する工程と、を備える少なくとも1台の可搬性機器を追跡する方法。
【請求項65】
(E)少なくとも1台の前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の前記3次元位置座標の測定結果を表示する工程を、さらに備え、前記据え置き型で一体型の電波送信機/レーザ送信機(RT_LT)が、表示部をさらに備える請求項64に記載の方法。
【請求項66】
可搬性機器の利用者の位置座標を決定する方法であって、
(A)座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機を準備し、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機を準備し、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を有する前記可搬性機器の利用者を準備する工程と、
(B)座標が既知の前記第1の場所に位置する前記据え置き型の電波送信機を用いて、少なくとも1つの内部電波信号を発信する工程と、
(C)座標が既知の前記第2の場所に位置する前記据え置き型のレーザ送信機を用いて、少なくとも1本のレーザビームを発信する工程と、
(D)前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、複数の外部電波信号を受信し、座標が既知の前記第1の場所に位置する前記据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を受信し、座標が既知の前記第2の場所に位置する前記据え置き型のレーザ送信機が生成する前記レーザビームを検出する工程と、
(E){受信した前記複数の外部電波信号、受信した前記少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した前記少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、を備える可搬性機器の利用者の位置座標を決定する方法。
【請求項67】
前記工程(C)は、
(C1)面状レーザ送信機を用いて、高精度の垂直座標を提供する基準レーザビームを生成する工程を、さらに備える請求項66に記載の方法。
【請求項68】
前記工程(C)は、
(C2)扇状レーザ送信機を用いて、回転する少なくとも1本の扇状レーザビームを生成する工程を、さらに備える請求項66に記載の方法。
【請求項69】
前記工程(D)は、
(D1){GPS、GLONASS、併合式GPS/GLONASS、GALILEO、全地球的航法衛星システム(GNSS)、及び疑似衛星送信機}から成る群から選択された少なくとも1つの電波源が発信する前記複数の外部電波信号を受信する工程を、さらに備える請求項66に記載の方法。
【請求項70】
前記工程(D)は、
(D2)前記据え置き型のレーザ送信機が生成する少なくとも1本の前記レーザビームを検出する工程を、さらに備える請求項66に記載の方法。
【請求項71】
前記工程(E)は、
(E1)受信した前記複数の外部電波信号に基づいて、前記第1のレベルの精度で、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、
(E2)検出した前記少なくとも1本のレーザビームに基づいて、前記第2のレベルの精度で、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の前記高さ座標を決定する工程と、をさらに備え、前記第2のレベルの精度で決定された1組の測定結果は、前記第1のレベルの精度で決定された前記1組の測定結果よりも精度が高い請求項66に記載の方法。
【請求項72】
前記工程(E)は、
(E3)前記据え置き型の電波送信機が発信する前記少なくとも1つの内部電波信号に基づいて、かつ受信した前記複数の外部電波信号に基づいて、前記第1のレベルの精度で、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、
(E4)検出した前記少なくとも1本のレーザビームに基づいて、前記第2のレベルの精度で、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の前記高さ座標を決定する工程と、をさらに備え、前記第2のレベルの精度は、前記第1のレベルの精度よりも高い請求項66に記載の方法。
【請求項73】
前記工程(E)は、
(E5)加重処理装置を用いて、測定演算手順に基づいて、異なる組の測定データに異なる重みを割り当てる工程を、さらに備え、前記測定演算手順は、測定時における少なくとも1つの測定地点パラメータを考慮するように最適化されており、前記測定地点パラメータの各々は、{前記地点のトポロジー、前記地点の天候条件、及び前記地点での少なくとも1本の前記レーザビームの可視性}から成る群から選択される請求項66に記載の方法。
【請求項74】
座標が既知の第1の場所に位置する据え置き型の電波送信機と、座標が既知の第2の場所に位置する据え置き型のレーザ送信機とを用いて、少なくとも1台の可搬性機器を追跡する方法であって、前記可搬性機器の少なくとも1人の利用者が、可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を有するものであり、前記方法は、
(A)座標が既知の前記第1の場所に位置する前記据え置き型の電波送信機を用いて、
少なくとも1つの内部電波信号を、実質的に連続的に発信する工程と、
(B)座標が既知の前記第2の場所に位置する前記据え置き型のレーザ送信機を用いて、少なくとも1本のレーザビームを、実質的に連続的に発信する工程と、
(C)前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)を用いて、複数の外部電波信号を受信し、座標が既知の前記第1の場所に位置する前記据え置き型の電波送信機が発信する少なくとも1つの前記内部電波信号を受信し、座標が既知の前記第2の場所に位置する前記据え置き型のレーザ送信機が生成する前記レーザビームを検出する工程と、
(D){受信した前記複数の外部電波信号、受信した前記少なくとも1つの内部電波信号、及び検出した前記少なくとも1本のレーザビーム}から成る群から選択された1組のデータに基づいて、前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の3次元位置座標を決定する工程と、
(E)座標が既知の前記第1の場所に位置する前記据え置き型の電波送信機と、座標が既知の前記第2の場所に位置する前記据え置き型のレーザ送信機とに、前記少なくとも1台の可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の前記3次元位置座標の測定結果を返送する工程と、を備える少なくとも1台の可搬性機器を追跡する方法。
【請求項75】
(F)少なくとも1台の前記可搬型で一体型の電波受信機/レーザ検出器(RR_LD)の前記3次元位置座標の測定結果を表示する工程を、さらに備え、座標が既知の前記第1の場所に位置する前記電波送信機が、第1の表示部を有しており、座標が既知の前記第2の場所に位置する前記据え置き型のレーザ送信機が、第2の表示部を有する請求項74に記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公表番号】特表2008−530551(P2008−530551A)
【公表日】平成20年8月7日(2008.8.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−555095(P2007−555095)
【出願日】平成18年1月10日(2006.1.10)
【国際出願番号】PCT/US2006/000635
【国際公開番号】WO2006/088570
【国際公開日】平成18年8月24日(2006.8.24)
【出願人】(596092687)トリンブル・ナビゲーション・リミテッド (1)
【氏名又は名称原語表記】TRIMBLE NAVIGATION LIMITED
【Fターム(参考)】