测绘仪器与测绘技术的发展和展望

测绘仪器与测绘技术的发展和展望

郑国平太原理工大学中国030024

摘要

本文从测绘仪器的进展看测绘技术的发展，以测绘技术的要求为出发点，分析了测绘仪器的新格局，探讨了我国测绘仪器的发展历程与发展思路。

全站仪作为测绘仪器的代表，文章就最新的全站仪做了相关内容的介绍，进而对现阶段测绘仪器、测绘技术的发展做了深刻的展望，具体证实了测绘仪器与测绘技术的相互关系，进而对未来测绘仪器与测绘技术的发展和应用做了科学性预测。

关键词：测绘仪器测绘技术空间技术全站仪

摘要.................................................................................................................................I 绪论.. (1)

第一章测绘仪器的发展 (2)

1.1测绘仪器的发展史 (2)

1.2我国测绘仪器的发展 (3)

第二章测绘仪器的新格局 (4)

2.1数字地面一体化测量系统与空间技术 (4)

2.2仪器的集成 (4)

第三章测绘仪器仪器、测绘技术的发展展望 (6)

3.1测绘仪器的展望 (6)

第四章全站仪 (8)

4.1全站仪的发展历程 (8)

4.2全站仪的测量原理 (8)

4.2.1电子测距技术 (8)

4.2.2电子测角技术 (10)

4.3目前几种先进的全站仪 (10)

4.3.1徕卡的TS30和TM30 (10)

4.3.2Trimble3600系列全站仪 (11)

4.3.3Trimble S8 (12)

结束语 (14)

参考文献 (15)

测绘学是研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形状和人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地理分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术学科．测绘行业的发展关系到国民经济、社会发展、国防安全以及国民生活的各个方面．而作为一门技术性学科，测绘学的形成和发展在很大程度上依赖测量方法及测量仪器的发展与进步。

测绘产业的深刻革命势必对为其服务的测绘仪器行业提出更高更迫切的要求。反过来测绘仪器的进步必定会大大促进测绘科技的发展。经过传统测绘、数字化测绘向着信息化发展。测绘学把与我们息息相关的地球作为研究对象，现代测绘主要与GPS技术，航空航天遥感技术，地图制图与GIS技术，3S技术相结合，形成了现代测绘的新局面。

现代测绘科学研究的主要对象是空间信息，现代测绘高新技术，往往是多种专业技术的综合系统，测绘的范围从地面扩展到整个近地空间，加之通讯、计算机网络等信息技术，给测绘学的发展提供了广阔的发展空间。随着数字地球构想的实施，测绘学面临一个历史性的发展新机遇，传统的或现代测绘学将以地球空间信息学的新面目立于地球科学分支学科之林，以更强的活力向前发展。

测绘仪器的发展一定要把测绘发展的大环境理清楚打破传统测绘学的框架才能正确地描绘出新世纪测绘仪器发展的新格局。

第一章测绘仪器的发展

1.1测绘仪器的发展史

测绘仪器是伴随着测绘科学发展而发展起来的。20世纪40年代出现了光学玻璃度盘，用光学转像系统的度盘对准位置的刻划重合在同一平面上，根据这一理论就形成了光学经纬仪。光学经纬仪比早期的游标经纬仪大大提高了测角精度，而且体积小，重量轻，操作方便。可以说，从17世纪到20世纪中叶是光学测绘仪器时代，此时测绘科学的传统理论和方法比较成熟。到了20世纪60年代，随着光电技术、计算机技术和精密机械技术的发展，1963年FENNEL厂研制出第一台编码电子经纬仪，从此常规的测量方法迈向了自动化的新时代，到了20世纪80年代，电子测角技术有了进一步发展，从当初的编码度盘，又发展到了光棚度盘测角和动态法侧角，随着电子测微技术的进一步发展，电子测角精度大大提高。

早在1943年，瑞典物理学家贝尔格斯采用光电技术在大地测量基线上从事光速值的测定试验获得成功。接着与该国的AGA仪器公司合作，于1948年初步研制成功一种利用白炽灯作为光源的测距仪，迈出了光电测距的第一步，尽管这种仪器体积大，笨重，耗电大，精度低，但从根本上解决了人类多年向往的光电测距技术，在全世界产生了巨大影响，各国竞相购买仪器，引进技术，从而促进了光电测距技术的迅速发展。1960年美国人梅曼研制成功了世界第一台红宝石激光器，第二年就产生了世界上第一台激光测距仪，激光测距仪与第一代光电测仪相比体积小，重量轻，测程远，精度高，而且可全天候观测，1963年瑞士威特厂开始研究砷化镓（CAAS）发光管测距仪，1963年定型生产出第一台红外测距仪，进一步促进了测距仪向小型化，高精度方向发展。20世纪70年代，前西德OPTON厂和瑞典的AGA厂在光电测距和电子测角的基础上，研制生产出世界上第一台全站仪，进一步促进了测量向自动化，数字化方向发展。

1990年瑞士徕卡公司根据CACHER和MULLER等人的研究成果，生产出第一台数字水准仪NA2000，NA2000水准仪首先采用图像处理技术来处理标心潮的影像，并以行阵传感器取代测量员的肉眼进行读数。这种传感器可识别水准标尺上的条码分划。

1973年12月，美国国防部批准建立新一代导航系统，简称GPS，它是一种可以定时和测距的空间交会定点的导航系统，可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息，为陆、海、空三军提供精密导航，还用于情报收集，应急能讯和卫星定位等一些军事目的。实践证明，GPS定位技术完全可以取代常规的测角，测距手段，其相对定位精度可达厘米级以下，长距离的相对精度可达10-8，甚至更高。

激光自20世纪60年代问世以来，首先用在测距仪上，由于激光有许多其他光源不可比的优越性，在测绘界广泛应用，如激光指向仪，激光投点仪，激光铅重仪，激光扫平仪，激光经纬仪，激光水准仪和激光打印机等，随着微电子技术，传感器技术，光电技术，计算机技术，通讯技术，空间技术以及光、机、电一体化的技术的发展，促进测绘仪器的发展，先后出现了许多专用的电子测绘仪器，如电子倾斜仪，回声测深仪，管线探测仪，海底地貌探测仪，电子伸缩仪，重力测量仪，电子气坟测量仪等。回顾测仪的发展，可清楚地看到，测量仪器从早期的测绳、罗盘仪游标经纬仪等已发展到目前的电子经纬仪、数字水准仪、全