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1、现代测绘仪器的发展与展望伴随着以计算机技术为核心的信息技术的快速发展和传统模拟测绘技术向现代数字化测绘体系转变，作为空间信息数据采集处理工具的测绘仪器也发生了一场变革。测绘仪器从传统的光机产品向光机电算一体化产品发展，从单台分体仪器向软硬配套技术系统集成方向发展。随着数字地球、数字国家(地区) 、数字城市概念的提出，测绘仪器正在朝地理信息数据采集集成处理系统方向发展。1、传统测绘仪器的发展历程从 20 世纪 50 年代起.测绘仪器朝着电子化和自动化方向发展。首先是测距仪器的变革，1948 年起陆续发展起来的各种电磁波测距仪，因其能直接用来精密测量远达几十公里的距离，因而使得大地测量定位方法除了
2、采用三角测量外，还可以方便地采用精密导线测量和三边测量。大约与此同时，出现了电子计算机，并很快被应用于测量学中，这不仅加快了测量计算的速度，而且还改变了测绘仪器和方法，使测绘工作更为方便和精确，随后，相继发展起来的空间技术、卫星遥感技术等在测绘仪器生产中的应用，已构成现代测绘仪器发展的主要特征。1.1 电子经纬仪60 年代以来，随着近代光学、电子学的发展，使角度测量向自动化记录方向改进有了技术基础，从而出现了电子经纬仪等自动化测角仪器。电子经纬仪在结构及外现上和光学经纬仪相类似，主要不同点在于读数系统，它采用光电扫描和电子元件进行自动读数和液晶显示。电子测角虽然仍旧是采用度盘来进行，但不是按度
3、盘上的刻划，用光学续数法读取角度值，而是以度盘上取得电信号，再将电信号转换成角度值。电子测角的度盘主要有编码度盘、光栅度盘和动态测角度盘三种形式。因此，电子测角也就有编码度盘测角，光栅度盘测角和编码度盘结合测角，以及动态测角等四种形式。1.2 电磁波测距仪电磁波测距仪的出现，是测距方法的革命，从而开创了距离测量的新纪元。与传统的钢尺或基线尺的量距相比，它具有精度高、作业迅速，受气候、地形影响小等优点。电磁波测距仪的发展很快，世界上第一台测距仪于 1947 年由瑞典 AGA 公司制成，该厂生产的AGA-8 激光测距仪一般被认为是第一代测距仪的代表。这类仪器的测程一般为 20-60km。由南非 1
4、954 年开始研制，1957 年正式生产的微波测距仪，也属于第一代电磁波测距仪，在良好的条件下，其测程可达 66-80km。第一代测距仪虽然测量长边比较精确，但体积大、笨重且造价昂贵。20 世纪 60 年代中期，电子产品的小型化和小型发光二极管的研制成功，为第二代测距仪的设计提供了条件。第二代测距仪是一种小型、轻便的仪器，而且耗电少，操作简便，但测程较短，一般为 0. 5-5Skm，测距的中误差为正负 2-10mm+0.5-5ppm。相干激光引人光波测距仪后，就产生了第三代测距仪。这类仪器十分轻便，耗电少、读数方便，测程为 5m-60km,精度高达正负5mm+lppm。目前，测距仪正在向小型、
5、自动，多功能的方向发展。将测距仪通过接合器，安装在光学经纬仪或电子经纬仪的望远镜支架上，以形成组合型仪器，是半全站型记录或电子速测仪的发展开端。2、现代测绘仪器的现状2.1 电子水准仪的现状自 1990 年徕卡公司第一台数字电子水准仪问世，徕卡公司和蔡司公司相继成功地将数字电子水准仪推向市场，实现了水准标尺的精密照准，标尺分划读数和视距的读取、数据储存和处理等数据采集的自动化，从而减轻了水准测量的劳动强度，提高了测量和成果质量.目前的常用产品有徕卡 DNA03，拓普康的 DL-101，DL-102。Trimble 的 DiNi 12 等数字电子水准仪。(1) 现在水准仪的显示屏大多都是黑白的，
6、而且不够大，显示的信息少，外观设计比较美观，但是需要更加优化，例如螺旋位置更加合理的安排；(2)补偿器的补偿范围与安平精度；(3)测量软件程序功能少，目前还不能自动进行高差检核、前后视距差、视距累加和；(4)数据存储量不是很大，但是一般的仪器可以插存储卡；(5)现在很多仪器都没汉化；(6)标尺采用条码分划；(7)水准仪观测精度大多集中在正负 0.4mm/Km 左右。2.2 全站仪的现状全站型电子速测仪是一种集测角，测距、计算、记录于一体的新型测量仪器。(1)大多数全站仪都有无棱镜测距的功能；(2) GPT 70001 系列己经采用了全站仪测量和数字摄影测量的结合；(3)补偿器的补偿范围在士 3
7、左右； (4)可以与 PC 机进行下载及上传数据；(5)测角精度大约集中在正负 1-5左右测距误差大约集中在正负 (2mm+2ppm*D) 。2.3 GPS 的现状GPS 接收机包括主机、天线、控制器和电源等。目前生产 GPS接收机大致以南方、徕卡、天宝等为主。GPS 接收机字发展以来已更新三代，现在的接收机重量轻、体积小、耗电省、速度快、操作简便，使用方便且价格逐渐下降。但是目前大多数接收机与天线是分体的，携带不方便。软件多数是英文，使用起来不方便。3、现代测绘仪器的发展趋势3.1 电子水准仪的发展趋势随着现代测绘行业的迅速发展，电子水准仪得到了更广的应用。电子水准仪的功能越来越全面，电子水
8、准仪的发展大致有以下几个方面：(1) 增大显示屏，增大图形显示面板，确保您比较困难的条件下都能清晰的读取数据；(2)扩大补偿器的补偿范围与提高安平精度；(3)电子水准仪将随着 CCD 技术和数字图象技术的发展而发展；(4)完善测量软件程序功能与增加数据存储量；(5)增强仪器适应环境的能力；(6) 数据通讯更加方便、快捷；(7) 软件汉化的友好实现。3.2 全站仪的发展趋势全站仪不仅具有电子表测角和电子表测距的功能，而且具有自动记存储和运算能力，有很高的作业效率。目前各厂家纷纷推出的新型全站仪。全站仪以后的发展大致有以下及个方面：(1)采用无棱镜测距将得到普遍应用。而且测距的速度会更快、距离会更
9、长，测得的数据更精确；(2) 显示屏会越来越大，这样可以显示更多的信息，采用图形化界面，便于测绘人员查阅信息：(3)采用最先进的Window 中文操作系统，内置应用程序将增多和增大数据存储空间、便于用户二次开发软件。软件汉化，界面更加友好；(4)全站仪测量和数字摄影测量的结合得到进一步的发展；(5)扩大补偿器的补偿范围与提测量精度，价格也会更便宜；(6)实现红外光学对点功能。3.3 GPS 的发展趋势随着我国经济的发展，GPS 系统市场也己进入规模发展时期。随着新产品的增多，产品更新换代速度加快。市场竞争将会更加激烈。笔者认为 GPS 以后的发展大致有以下几个方面。 (1)蓝牙技术，天线、接收
10、机集成化；(2) 提高外业测量速度和定位精度；(3)软件汉化，多功能化，界面更加友好；(4)操作更加简单，使用更加方便；(5)发展多星接收机，支持 GLONASS、伽利略、中国北斗；(6)单基站系统:单基站系统由一个系统控制中心和一个基站组成的集群移动通信系统；(7)网络 CORS:为一个或若干个固定的、连续运行的 GPS参考站。4、结语在未来的仪器功能整合中，将这些目前需要外接设备完成的功能，统统整合到仪器当中，如数据采集部分：利用近景摄影测量原理，摄取观测部分的数字影像，进行像对匹配，使用无棱镜测距技术，采集距离数据、角度数据，使用 GPS 技术，实施单点三维定位.数据处理部分:平差、成图、编辑、形成打印文件，数据进人 GIS 中，通过无线接人等手段，与远端 GIS 数据库保持同步，接受远端的指令，这样，野外作业的单人作业以至“无人职守成为可能。测绘仪器的发展，推动着测绘事业的前进，同时，测量理论的发展，又给测绘仪器指明了前行的道路。
