特開 2024-130637 受信装置、送信装置、及び送受信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024130637

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】受信装置、送信装置、及び送受信システム

(51)【国際特許分類】

   G01C 15/00 20060101AFI20240920BHJP

   G01S 3/48 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

G01C15/00 103E

G01S3/48

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023040477

(22)【出願日】2023-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000220343

【氏名又は名称】株式会社トプコン

(74)【代理人】

【識別番号】110003937

【氏名又は名称】弁理士法人前川知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 遼太

(72)【発明者】

【氏名】西田 信幸

(57)【要約】      （修正有）

【課題】マルチパスの影響を抑制し、より正確に電波の到来方向を認識できる受信装置、送信装置、及び送受信システムを提供すること。
【解決手段】測量システム１は、測量装置１００と、送信部２１０Ａが設けられた再帰反射器具２００とを有し、測量装置１００は、本体部１００ｂを鉛直軸回りに回転可能な水平駆動部１０２と、特定の電波を受信する受信部１２０と、受信部が異なる複数の位置から送信された電波を受信した場合に、各電波の推定到来方向を算出して各推定到来方向から本体部の指向方向を設定する演算部１０１ｂと、演算部により設定された指向方向に本体部を指向させるよう水平駆動部を制御する測量制御部１０１ａと、を備え、送信部２１０Ａは、特定の電波を送信するビーコン２１１Ａと、ビーコンを移動可能に支持する支持部２１２Ａと、ビーコンを移動させ複数の位置から電波を送信させる送信制御部２１３Ａと、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体部を回転可能な回転駆動部と、
特定の電波を受信する受信部と、
前記受信部が異なる複数の位置から送信された前記電波を受信した場合に、各電波の到来方向を算出して、各到来方向から前記本体部の指向方向を設定する演算部と、
前記演算部により設定された指向方向に前記本体部を指向させるよう前記回転駆動部を制御する駆動制御部と、
を備える受信装置。

【請求項2】

前記受信部は複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナであり、
前記演算部は、前記各アンテナ素子で受信した前記電波の位相差から前記到来方向を算出する請求項１に記載の受信装置。

【請求項3】

前記演算部は、前記複数の位置から送信された電波のうち、強度の強い電波から推定された到来方向を前記指向方向に設定する請求項１に記載の受信装置。

【請求項4】

前記演算部は、前記複数の位置から送信された電波を合成処理して前記指向方向を設定する請求項１に記載の受信装置。

【請求項5】

前記本体部は、測量対象を測量するための測距部をさらに備える請求項１に記載の受信装置。

【請求項6】

特定の電波を送信する送信端末と、
前記送信端末を移動可能に支持する支持部と、
前記送信端末を移動させ複数の位置から前記電波を送信させる送信制御部と、
を備える送信装置。

【請求項7】

特定の電波を送信する送信端末と、
複数の前記送信端末が異なる複数の位置に配設された支持部と、
複数の前記送信端末からそれぞれ前記電波を送信させる送信制御部と、
を備える送信装置。

【請求項8】

前記支持部と連結され、入射方向と同じ方向に光を反射する再帰反射部をさらに備える請求項６又は７に記載の送信装置。

【請求項9】

請求項１に記載の受信装置と、
請求項６又は７に記載の送信装置と、
を備える送受信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、受信装置、送信装置、及び送受信システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、Bluetooth（登録商標）の電波が送信された方向を認識可能な方向検知技術が普及している。例えば下記特許文献１では、Bluetooth（登録商標）の方向検知技術を測量装置に適用して、測量装置を測量対象に指向させることを可能としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１７３６７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、反射等の影響で本来の方向とは異なる方向からの電波も受信される現象（いわゆるマルチパス）が発生し、電波の到来方向を正確に検知できない場合がある。

【0005】

そこで、本開示の目的は、マルチパスの影響を抑制し、より正確に電波の到来方向を認識できる受信装置、送信装置、及び送受信システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記した目的を達成するために、本開示の受信装置は、本体部を回転可能な回転駆動部と、特定の電波を受信する受信部と、前記受信部が異なる複数の位置から送信された前記電波を受信した場合に、各電波の到来方向を算出して、各到来方向から前記本体部の指向方向を設定する演算部と、前記演算部により設定された指向方向に前記本体部を指向させるよう前記回転駆動部を制御する駆動制御部と、を備える。

【0007】

また本開示の送信装置は、特定の電波を送信する送信端末と、前記送信端末を移動可能に支持する支持部と、前記送信端末を移動させ複数の位置から前記電波を送信させる送信制御部と、を備える

【0008】

また本開示の送信装置は、特定の電波を送信する送信端末と、複数の前記送信端末が異なる複数の位置に配設された支持部と、複数の前記送信端末からそれぞれ前記電波を送信させる送信制御部と、を備える。

【0009】

本開示の送受信システムは、上記受信装置と、上記送信装置のいずれかとを備える。

【発明の効果】

【0010】

上記本開示によれば、マルチパスの影響を抑制し、より正確に電波の到来方向を認識できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態の測量システムを示す全体構成図である。

【図2】本実施形態の測量システムを示すブロック図である。

【図3】本実施形態の測量方法を示すフローチャートである。

【図4】送信部の変形例を示す説明図（ａ）～（ｄ）である。

【図5】ビーコンの移動方向の変形例を示す説明図（ａ）～（ｄ）である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に、図１～図５を適宜参照しつつ、本発明に係る受信装置及び送信装置を適用した測量システム（送受信システム）の一実施形態について説明する。

【0013】

（測量システムの構成）
図１に示す測量システム１は、例えば建設現場において、測量装置１００により、作業者が設置した再帰反射器具２００の位置を測量するシステムである。測量システム１は、本発明に係る送受信システムの一実施形態である。

【0014】

図１に示すように、測量システム１は、測量装置１００と、再帰反射器具２００とを備えている。測量装置１００は、例えばモータドライブ（ＭＤ）を有するトータルステーション（ＴＳ）であり、三脚１００ａと、三脚１００ａに支持されている円筒状の本体部１００ｂと、本体部１００ｂの上部に設けられている受信部１２０とを備えている。測量装置１００は、本発明に係る受信装置の一実施形態である。再帰反射器具２００は、本発明に係る送信装置の一実施形態である。

【0015】

図２に示すように、測量装置１００の本体部１００ｂは、本体制御部１０１と、水平駆動部１０２と、鉛直駆動部１０３と、水平方向検出部１０４と、鉛直方向検出部１０５と、測距部１０６と、操作部１０７と、表示部１０８と、望遠鏡部１０９と、記憶部１１０と、追尾部１１１とを備えている。また、本体制御部１０１は、例えばＣＰＵであり、測量制御部１０１ａと演算部１０１ｂとを備えている。

【0016】

本体制御部１０１の測量制御部１０１ａは、水平駆動部１０２と、鉛直駆動部１０３と、水平方向検出部１０４と、鉛直方向検出部１０５と、測距部１０６と、操作部１０７と、表示部１０８と、望遠鏡部１０９と、記憶部１１０と、追尾部１１１と、演算部１０１ｂとを制御可能に構成されている。

【0017】

水平駆動部１０２（回転駆動部）は、測量装置１００の本体部１００ｂを鉛直軸回り、即ち水平方向に回転させるためのものである。

【0018】

鉛直駆動部１０３は、測量装置１００の望遠鏡部１０９を水平軸回り、即ち鉛直方向に回転させるためのものである。

【0019】

水平方向検出部１０４は、望遠鏡部１０９の水平方向における回転角である水平角（すなわち、鉛直軸回りにおける基準方向ＤＢからの回転角）を検出可能な水平エンコーダである。

【0020】

鉛直方向検出部１０５は、望遠鏡部１０９の鉛直方向における回転角である鉛直角（すなわち、水平軸回りにおける基準方向からの回転角）を検出可能な鉛直エンコーダである。

【0021】

測距部１０６は、測距光Ｌを再帰反射器具２００のプリズム２０２に向かって送光するための送光部と、プリズム２０２からの反射光を受光するための受光部と、これら送光及び受光によって測距部１０６とプリズム２０２との距離を算出する算出部とを備えている。測距光Ｌは、例えば、直線方向に出射される可視光、近赤外線又は紫外線である。算出方式（測距方式）としては、例えば、周知の技術であるパルス方式又は位相差方式を採用することができる。

【0022】

本体制御部１０１の演算部１０１ｂは、測距部１０６により測定された斜距離と、水平方向検出部１０４により検出された水平角と、鉛直方向検出部１０５により検出された鉛直角とに基づき、再帰反射器具２００の位置を測定可能に構成されている。この測定結果としては、例えば、２次元座標（ｘ、ｙ）又は３次元座標（ｘ、ｙ、ｚ）として出力することができる。

【0023】

演算部１０１ｂは、この測定結果を３次元座標で出力する場合、例えば、再帰反射器具２００のプリズム２０２の位置をそのまま出力してもよく、記憶部１１０において記憶されているプリズム２０２のオフセット（つまり、ポール２０１の先端の測点接触箇所とプリズム２０２との距離）に基づいて、この測点接触箇所の３次元座標（つまり図１に示す測点Оの３次元座標）を出力してもよい。

【0024】

操作部１０７は、作業者が測量制御部１０１ａに制御指示を与える入力を実施可能な操作手段であり、例えば、タッチパネル、スイッチ、ボタン、ダイアル等の任意のデバイスを含んでいる。

【0025】

表示部１０８は、各種情報を表示するためのものであり、例えば液晶パネルにより構成されている。本明細書において、各種情報とは、測距部１０６により測定された斜距離、水平方向検出部１０４により検出された水平角、鉛直方向検出部１０５により検出された鉛直角、演算部１０１ｂにより算出された再帰反射器具２００の位置座標等の測量結果を含む、測量システム１において取得済み又は取得可能なあらゆる情報である。表示部１０８は、操作部１０７と一体に構成されていてもよい。

【0026】

望遠鏡部１０９は、作業者が望遠鏡部１０９を介してプリズム２０２の位置を視認可能なように構成されている。望遠鏡部１０９の視準方向は、測距部１０６による測距光Ｌの出射方向と同一方向になっている。

【0027】

記憶部１１０は、例えば、ＨＤＤ、ＳＳＤ又はフラッシュメモリ等の記憶媒体により実現され、測量装置１００の寸法（高さ、幅、奥行きなど）、各種プログラム、測量結果等の各種情報を記憶可能に構成されている。例えば、記憶部１１０は、測距部１０６により測定された斜距離、水平方向検出部１０４により検出された水平角、鉛直方向検出部１０５により検出された鉛直角、演算部１０１ｂにより算出された再帰反射器具２００の位置座標等の測量結果、上記オフセット等の各種情報を記憶している。

【0028】

追尾部１１１は、追尾光Ｔを照射し、プリズム２０２により反射された追尾光を受光する部分である。測量制御部１０１ａは、反射された追尾光Ｔを受光し続けるよう水平駆動部１０２及び鉛直駆動部１０３を制御することで再帰反射器具２００の追尾機能を実現している。なお図１に示すように追尾光Ｔはある程度幅を有して照射され、この追尾光Ｔの範囲がプリズム２０２を追尾可能な範囲となる。

【0029】

また図示しないが、測量装置１００は、図示しない情報端末との間で各種情報を共有可能であり、情報端末により測量装置１００を制御することも可能である。情報端末としては、例えば、スマートフォン、フィーチャーフォン、タブレット、ハンドヘルドコンピュータデバイス（一例として、ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）、ウェアラブル端末（一例として、メガネ型デバイス、時計型デバイス）、パーソナルコンピュータ等がある。

【0030】

測量装置１００の受信部１２０は、いわゆるアレイアンテナであり、再帰反射器具２００の送信部２１０Ａから送信される電波Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）を受信可能な複数のアンテナ素子１２１を備えている。具体的には、図１に示すように受信部１２０は基板１２２上にアンテナ素子１２１が水平方向及び鉛直方向にそれぞれ複数（図１では水平方向３つずつ、鉛直方向３つずつ）配設されている。受信部１２０はこれら複数のアンテナ素子１２１で受信した各電波を信号として本体制御部１０１に送信する。

【0031】

再帰反射器具２００は、ポール２０１と、プリズム２０２（測量対象）と、送信部２１０Ａとを備えている。測量時には、ポール２０１の端部が測点Оに設置される。プリズム２０２は、入射した光と同じ方向に光を反射する再帰反射部である。プリズム２０２は、ポール２０１の上端に設けられており、本体部１００ｂの測距部１０６から出射される測距光Ｌを測距部１０６に反射させる。

【0032】

送信部２１０Ａは、Bluetooth（登録商標）の電波Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）を送信するビーコン２１１Ａ（送信端末）と、当該ビーコン２１１Ａを移動可能に支持する支持部２１２Ａと、ビーコン２１１Ａを移動させ複数の位置から電波Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）を送信させる送信制御部２１３Ａと、を有している。また送信部２１０Ａは、図示しない送信操作部を有しており、作業者の操作に応じて測量装置１００に対して、プリズム２０２を視準させる視準指示を送信することも可能である。

【0033】

詳しくは、図１に示すように、送信部２１０Ａは、水平方向の一方向の延びた板状の支持部２１２Ａ上に、ビーコン２１１Ａが設けられている。支持部２１２Ａ内には図示しない駆動機構が搭載され、ビーコン２１１Ａを長手方向に摺動可能である。

【0034】

送信制御部２１３Ａは、支持部２１２Ａ内に搭載されたコンピュータであり、駆動機構の制御及びビーコン２１１Ａの制御を行う。例えば、送信制御部２１３Ａは、駆動機構によるビーコン２１１Ａの移動速度や、移動位置、ビーコン２１１Ａからの電波Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）の送信タイミング等を制御可能である。

【0035】

なお、ビーコン２１１Ａが支持部２１２Ａ上で移動可能な距離、即ち支持部２１２Ａの長手方向長さは、空間ダイバーシティを確保するため、Bluetooth（登録商標）の電波の０．５波長から２波長分の長さ（例えば2.4GHzの１波長12.5cm）が好ましい。送信制御部２１３Ａは、少なくとも０．５波長分離れた位置にあるときにビーコン２１１Ａからの電波送信を行う。例えば本実施形態の送信制御部２１３Ａは、ビーコン２１１Ａ及び支持部２１２Ａを制御して、支持部２１２Ａの長手方向一端側の第１の送信位置からの電波Ｓ１と、支持部２１２Ａの長手方向他端側の第２の送信位置からの電波Ｓ２と、を送信させる。

【0036】

一方、受信側である測量装置１００は、演算部１０１ｂがいわゆるBluetooth（登録商標）の方向検出機能を有する。具体的には、演算部１０１ｂは受信部１２０の複数のアンテナ素子１２１それぞれが受信した信号間の位相差に基づき、受信部１２０に対する送信部２１０Ａの方向（信号の到来方向）を算出する。この到来方向は、任意の２次元平面における方向（例えば水平面）であっても３次元空間における方向であってもよい。

【0037】

さらに演算部１０１ｂは、受信部１２０が異なる複数の位置から送信された送信部２１０Ａからの電波Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）を受信した場合に、各電波Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）の到来方向を算出する機能を有する。つまり、演算部１０１ｂは、空間ダイバーシティに基づく到来方向の算出が可能である。そして、演算部１０１ｂは、算出した到来方向から本体部１００ｂの指向方向ＤＡを設定し、測量制御部１０１ａが演算部１０１ｂにより設定された指向方向ＤＡに本体部１００ｂを指向させるよう水平駆動部１０２を制御する。

【0038】

例えば、演算部１０１ｂは、受信部１２０によって第１の送信位置から送信された電波Ｓ１と、第２の送信位置から送信された電波Ｓ２のそれぞれの到来方向を算出した後、電波強度に応じていずれかの到来方向を選択する。具体的には、演算部１０１ｂは、第１の電波Ｓ１と第２の電波Ｓ２のうち電波強度の強い方の到来方向を最終的な到来方向として選択し、当該到来方向に基づいて本体部１００ｂを指向させる。

【0039】

本体部１００ｂの指向方向ＤＡは、具体的には測距部１０６の測距光出射方向、即ち望遠鏡部１０９の視準方向を基準とした水平方向の相対向きである。演算部１０１ｂは基準方向ＤＢから指向方向ＤＡまでの相対水平角θを算出して、当該相対水平角θ分、水平駆動部１０２により本体部１００ｂを回転させる。このように本体部１００ｂを指向方向ＤＡに指向させることで、本体部１００ｂを再帰反射器具２００に向かせることができる。そして、プリズム２０２が追尾光Ｔの範囲内に入った際には、追尾部１１１を用いた追尾機能によりプリズム２０２を視準できる。

【0040】

（測量方法の手順）
次に、本実施形態の測量システム１を用いた測量方法について、図３のフローチャートに沿って説明する。なお、本フローチャートは、前提として作業者が再帰反射器具２００を測点Ｏに設置しており、且つプリズム２０２が追尾光Ｔの範囲外にある場合の測量制御を示している。

【0041】

まず、再帰反射器具２００側のステップＳ２０において、送信制御部２１３Ａは、作業者の操作に基づき測量装置１００に対して視準指示する。

【0042】

測量装置１００側のステップＳ１０において、測量制御部１０１ａは、プリズム２０２の視準制御を開始する。具体的には、測量制御部１０１ａは、追尾部１１１から追尾光Ｔの照射を開始する。

【0043】

次に再帰反射器具２００側のステップＳ２１において、送信制御部２１３Ａは、支持部２１２Ａ上の第１の位置にてビーコン２１１Ａから電波（第１の電波Ｓ１）を送信させる。

【0044】

測量装置１００側のステップＳ１１において、受信部１２０が第１の電波Ｓ１を受信する。具体的には受信部１２０の各アンテナ素子１２１がそれぞれ第１の電波Ｓ１を受信し、電波強度や位相を測定する。

【0045】

続いて、測量装置１００側のステップＳ１２において、演算部１０１ｂは、各アンテナ素子１２１が測定した位相差から第１の電波Ｓ１の到来方向（第１の到来方向）を算出する。

【0046】

一方、再帰反射器具２００側のステップＳ２２において、送信制御部２１３Ａは、ビーコン２１１Ａを移動させる。具体的には、送信制御部２１３Ａは、支持部２１２Ａ内の駆動機構を制御してビーコン２１１Ａを摺動させて第２の位置まで移動させる。なお、ステップＳ２２においては、駆動機構の制御によりビーコン２１１Ａを摺動させることに代えて、作業者の手動によりビーコン２１１Ａを摺動させてもよい。

【0047】

再帰反射器具２００側のステップＳ２３において、送信制御部２１３Ａは、支持部２１２Ａ上の第２の位置にてビーコン２１１Ａから電波（第２の電波Ｓ２）を送信する。

【0048】

測量装置１００側のステップＳ１３において、受信部１２０が第２の電波Ｓ２を受信する。具体的には受信部１２０の各アンテナ素子１２１がそれぞれ第２の電波Ｓ２を受信し、電波強度や位相を測定する。

【0049】

続いて、測量装置１００側のステップＳ１４において、演算部１０１ｂは、各アンテナ素子１２１が測定した位相の差から第２の電波Ｓ２の到来方向（第２の到来方向）を算出する。

【0050】

測量装置１００側のステップＳ１５において、演算部１０１ｂは、第１の電波Ｓ１及び第２の電波Ｓ２のうち、電波強度の強い方の電波に基づき算出された到来方向を、最終的な到来方向として選択する。

【0051】

測量装置１００側のステップＳ１６において、演算部１０１ｂがステップＳ１５にて選択した到来方向を指向方向ＤＡとして設定し、測量制御部１０１ａが水平駆動部１０２により本体部１００ｂを回転駆動させる。具体的には、演算部１０１ｂは、基準方向ＤＢから指向方向ＤＡまでの相対水平角θを算出して、測量制御部１０１ａが当該相対水平角θ分、本体部１００ｂを回転駆動させる。

【0052】

測量装置１００側のステップＳ１７において、測量制御部１０１ａは、本体部１００ｂの回転駆動停止後に、追尾光Ｔがプリズム２０２により反射されているか否かを判断する。ステップＳ１７がＹｅｓである場合、すなわち、追尾光Ｔがプリズム２０２により反射された場合、プリズム２０２が追尾光Ｔ内に入ったことを意味し、測量制御部１０１ａはステップＳ１８に処理を進める。具体的には、ステップＳ１８において、測量制御部１０１ａは、追尾光Ｔの反射光を用いてプリズム２０２を視準する。一方、ステップＳ１７がＮｏである場合、すなわち、相対水平角θ分の回転駆動が終了してもプリズム２０２が追尾光Ｔ内に入らない場合には、上記ステップＳ１１及びステップＳ２１に戻ってもよい。

【0053】

ステップＳ１８の実施後、測量装置１００側のステップＳ１９において、測量制御部１０１ａはプリズム２０２の測量を実行する。つまり、測量制御部１０１ａは、測距部１０６による斜距離の測定、水平方向検出部１０４による水平角の検出、鉛直方向検出部１０５による鉛直角の検出を行い、測量結果を出力する。測量結果の出力が完了すると、本体制御部１０１及び送信制御部２１３Ａは当該ルーチンを終了する。

【0054】

（本実施形態の効果）
上記実施形態に係る測量システム１及び測量方法によれば、測量装置１００は、受信部１２０が異なる複数の位置から送信された電波を受信した場合に、演算部１０１ｂが各電波の到来方向を算出し、各到来方向から指向方向ＤＡを設定し、指向方向ＤＡに向けて本体部１００ｂを回転駆動させている。このように電波による位置検出技術を用いて、送信部２１０Ａが設けられた再帰反射器具２００の位置を特定することで、追尾部１１１による追尾機能が及ばない範囲でも、本体部１００ｂを再帰反射器具２００に指向させることができ、且つ複数の位置から送信された電波Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）から到来方向を算出することで、空間ダイバーシティを利用してマルチパスの影響を抑制し、より正確に電波Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）の到来方向を認識できる。

【0055】

特に受信部１２０は複数のアンテナ素子１２１を有するアレイアンテナであり、演算部１０１ｂは、各アンテナ素子１２１で受信した電波の位相差から到来方向を算出することから、容易に電波Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）の到来方向を認識することができる。

【0056】

また、再帰反射器具２００に設けられた送信部２１０Ａは、ビーコン２１１Ａが移動可能に支持部２１２Ａに設けられ、送信制御部２１３Ａがビーコン２１１Ａを移動させ複数の位置から前記電波を送信させることで、容易に空間ダイバーシティを実現させることができる。これによっても、マルチパスの影響を抑制し、より正確に電波Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）の到来方向を認識させることできる。

【0057】

測量装置１００と再帰反射器具２００は、空間ダイバーシティを実現するために相補的に関連しており、これら測量装置１００と再帰反射器具２００を有する測量システム１としても、マルチパスの影響を抑制し、より正確に電波Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）の到来方向を認識させることできる。

【0058】

（その他の実施形態）
以上で本開示の一実施形態の説明を終えるが、本開示の態様はこの実施形態に限定されるものではない。

【0059】

上記実施形態では、演算部１０１ｂは電波強度の強い方の電波（Ｓ１又はＳ２）に基づく到来方向を最終的な到来方向として選択し、指向方向ＤＡを設定している。これにより電波強度が弱い電波（Ｓ１又はＳ２）、つまり精度が低い可能性が高い電波（Ｓ１又はＳ２）に基づく到来方向を排除することができるという利点がある。一方、最終的な到来方向の算出方法はこれに限られるものではない。

【0060】

例えば、演算部１０１ｂは、複数の位置から送信された電波（Ｓ１及びＳ２）を合成して、最終的な到来方向（つまり指向方向ＤＡ）を設定してもよい。具体的には、演算部１０１ｂは、算出した各電波（Ｓ１及びＳ２）の到来角（基準方向ＤＢに対する到来方向までの角度）を平均化して最終的な到来方向としてもよい。単純な平均化だけでなく、例えば各電波Ｓ１、Ｓ２の強度に応じて重みづけした上で平均化をしてもよい。つまり電波強度の高い到来方向に寄る割合が高くなる合成処理を行う。

【0061】

このように、算出した各到来方向を合成処理して指向方向ＤＡを設定すれば、極端に精度を落とすことなく、電波Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）の到来方向を認識させることできる。

【0062】

また、上記実施形態では、送信部２１０Ａは、ビーコン２１１Ａが水平方向に摺動することで、複数の位置から電波Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）を送信可能としているが、送信部の構成はこれに限られるものではない。

【0063】

ここで図４を参照すると、送信部の変形例を示す説明図（ａ）～（ｄ）が示されており、以下同図に基づき送信部の変形例について説明する。なお、各変形例において、支持部内に設けられている送信制御部は図示を省略している。

【0064】

図４（ａ）に示す第１変形例の送信部２１０Ｂは、支持部２１２Ｂが再帰反射器具２００のポール２０１の長手方向に沿って延びた板状をなしている。ビーコン２１１Ｂは当該支持部２１２Ｂに沿って、即ちポール２０１の長手方向に沿って摺動可能である。したがって、再帰反射器具２００を設置すると、ビーコン２１１Ｂは鉛直方向に移動することとなる。鉛直方向の複数位置から電波を送信できることで、水平角に対する誤差を抑えた空間ダイバーシティを実現することが可能となり、測量装置１００の本体部１００ｂを再帰反射器具２００に指向させるのに、より好適である。

【0065】

図４（ｂ）に示す第２変形例の送信部２１０Ｃは、取付位置は上記実施形態と同じようにポール２０１の上端であるが、支持部２１２Ｃａ上にさらに柱部２１２Ｃｂが立設している。そして、柱部２１２Ｃｂ下部に第１ビーコン２１１Ｃａが設けられ、柱部２１２Ｃｂ上部に第２ビーコン２１１Ｃｂが設けられている。このような構成によっても、鉛直方向の複数位置から電波を送信できる。したがって、第１変形例と同様に、水平角に対する誤差を抑えた空間ダイバーシティを実現することが可能となり、測量装置１００の本体部１００ｂを再帰反射器具２００に指向させるのに、より好適である。

【0066】

図４（ｃ）に示す第３変形例の送信部２１０Ｄは、取付位置は上記実施形態と同じようにポール２０１の上端であり、支持部２１２Ｄの一端側の第１の位置に第１ビーコン２１１Ｄａが設けられ、支持部２１２Ｄの他端側の第２の位置に第２ビーコン２１１Ｄｂが設けられている。このような構成によっても第１の位置及び第２の位置から電波を送信でき、駆動機構を要さずに容易に空間ダイバーシティを実現することができる。

【0067】

図４（ｄ）に示す第４変形例の送信部２１０Ｅは、取付位置は上記実施形態と同じようにポール２０１の上端であり、支持部２１２Ｅ上に、当該支持部２１２Ｅに沿って長いビーコン２１１Ｅが設けられている。当該ビーコン２１１Ｅは、一端側の第１の位置に第１送信アンテナ２１１Ｅａを有し、他端側の第２の位置に第２送信アンテナ２１１Ｅｂを有している。図示しない送信制御部は、第１送信アンテナ２１１Ｅａ及び第２送信アンテナ２１１Ｅｂを切り替えて電波を送信する。このような構成によっても第１の位置及び第２の位置から電波を送信でき、駆動機構を要さずに容易に空間ダイバーシティを実現することができる。

【0068】

なお、送信部は上記実施形態及び各変形例を組み合わせた構成としてもよい。例えば、上記実施形態及び第１～第３変形例の各ビーコンに、第４変形例のビーコン２１１Ｅのように複数のアンテナを設けてもよい。また、第２～第４変形例の支持部に駆動機構を設けて各ビーコンを支持部上にて摺動可能としてもよい。

【0069】

また、ビーコンの移動方向は、上記実施形態では水平方向、第１変形例では鉛直方向であるが、受信部１２０から見た到来角が大きく変化しない範囲であれば、これに限られるものではない。例えば、図５にはビーコンの移動方向を示す説明図（ａ）～（ｄ）が示されている。なお図５ではＸＹ平面を水平方向とし、Ｚ軸を鉛直方向として、丸印がビーコンの位置を示し、矢印により移動方向を示している。

【0070】

図５（ａ）に示すように、上記実施形態や第１変形例のような水平方向の一方向、鉛直方向一方向に往復運動させるだけでなく、ビーコン２１１を直線的に多方向に自由に移動させてもよい。また、図５（ｂ）に示すようにビーコン２１１をＸ軸線周りに回転移動させたり、図５（ｃ）に示すようようにビーコン２１１をＹ軸線回りに回転移動させたり、図５（ｄ）に示すようにビーコン２１１をＺ軸線周りに回転移動させたり、してもよい。

【0071】

また、図示しないが、第２変形例や第３変形例のように複数のビーコンを配置する場合も、相対的な位置関係は水平方向や鉛直方向に限られず、水平方向且つ鉛直方向に離間した三次元的な配置にしてもよい。特に受信部１２０に対して三次元的に位置をずらして配置するとより多様性が確保され、適切な空間ダイバーシティを実現することができる。

【0072】

また、上記実施形態における演算部１０１ｂによる指向方向ＤＡの設定は、相対水平角θを算出することで行っているが、指向方向は水平角のみに限られず、鉛直角のみ、又は水平角及び鉛直角の両方を設定してもよい。

【0073】

上記実施形態では測量装置１００に対して単数の受信部１２０のみが設けられているが、測量装置１００に対して複数の受信部１２０が設けられていてもよい。この場合、複数の受信部１２０のそれぞれが、複数の位置から送信された電波Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）を受信して電波Ｓの到来方向を算出する。 演算部１０１ｂは、例えば、複数の受信部１２０ごとに算出した上記到来方向のうち、より強い電波Ｓ（Ｓ１、Ｓ２）を受信した受信部１２０により算出した上記到来方向を最終的な到来方向（指向方向ＤＡ）として認識するか、または、複数の受信部１２０ごとに算出した上記到来方向に平均化等の合成処理を行った上記到来方向を最終的な到来方向（指向方向ＤＡ）として認識する。これにより、電波Ｓの受信側においても空間ダイバーシティを利用するため、マルチパスの影響をさらに抑制することができ、より正確に電波Ｓの到来方向（指向方向ＤＡ）を認識することができる。

【符号の説明】

【0074】

１ 測量システム（送受信システム）
１００ 測量装置（受信装置）
１００ａ 三脚
１００ｂ 本体部
１０１ 本体制御部
１０１ａ 測量制御部
１０１ｂ 演算部
１０２ 水平駆動部（回転駆動部）
１０３ 鉛直駆動部
１０４ 水平方向検出部
１０５ 鉛直方向検出部
１０６ 測距部
１０７ 操作部
１０８ 表示部
１０９ 望遠鏡部
１１０ 記憶部
１１１ 追尾部
１２０ 受信部
１２１ アンテナ素子
２００ 再帰反射器具（送信装置）
２０１ ポール
２０２ プリズム
２１０Ａ～２１０Ｅ 送信部
２１１（２１１Ａ～２１１Ｅ） ビーコン（送信端末）
２１２（２１２Ａ～２１２Ｅ 支持部
ＤＡ 指向方向
ＤＢ 基準方向
Ｌ 測距光
Ｏ 測点
Ｓ（Ｓ１、Ｓ２） 電波
Ｔ 追尾光
θ 相対水平角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】