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1、全站仪文献综述学院：湖南城市学院系别：城市建设系专业班级： 0902602 姓名：杨玉平指导教师：唐争气一、世界全站仪的发展(1) 、第一台全站仪究竟出自哪里？美国天宝公司宣称自己于1971 制造了世界第一台全站仪，但据考证，在1968 年，西德Opt 971年，在同一展会上，瑞典AGA 公司展出了与Reg Elta 14功能一样的仪器Geodimeter700 。可能因为都是第一次向世界亮相，因此说第一台全站仪产于1971 年不无道理，由于收购了AGA ，天宝公司的全站仪历史追溯到1971 年也是有根有据。(2) 、第二代全站仪实用性增强以 Opton 厂、瑞士威尔特（WILD ） 、美国惠
2、普为代表的厂商生产制造了世界第二代全站仪，因为集成电路及微型计算机处理器的出现和广为应用，这一代全站仪实用性得以增强。 (3) 、 90 年代至今高新技术迭出从 90 年代开始，世界知名厂商先后推出了具有开创性的特色全站仪，如天宝首先推出了全自动全站仪、Win全站仪；徕卡首先推出了免棱镜激光全站仪、自动目标瞄准全站仪，并推出真正集成GPS的全站仪； 拓普康则推出了自动跟踪全站仪，并使用脉冲技术推出能测1200 米的免棱镜激光全站仪，后还推出彩屏WinCE智能全站仪 , 全站仪不断向高端发展。(4) 、大并购天宝、徕卡、拓普康的日新月异，尼康、宾得、索佳等的逐渐凋零，让世界测绘仪器制造厂商发生了
3、重大的转变并购潮来到。2003 年至 2004 年间，天宝先后并购了AGA 、蔡司、尼康； 2007 年，拓普康并购索佳，加上1988 年并购瑞士克恩厂的徕卡，三巨头屹立世界，一统天下。(5) 、进口品牌遭遇挑战随着国产仪器的成熟，进口仪器在价格、性能、 可靠性、品牌的综合优势上不断遭遇挑战，相继失去测距仪、电子经纬仪的中国市场。2009 年国产全站仪产销量将超过3.5 万台， 而进口仅为1 万台， 国产全站仪成为主流。二、中国全站仪的发展从测距、测角问题的解决到全站仪的诞生，再到数年的磨合，中国人用了20 多年时间掌握了全站仪的所有核心技术。回首中国全站仪的发展历史，纷繁复杂， 大浪淘沙,(
4、1)、 测距仪的诞生，砰然使测绘发生改变测距仪出现前， 国内测距的主要方式是“一条基线两个角”，这种“以角求边”的方式工作量大，效率低下。从上世纪50 年代末60 年代初开始，我国陆续试制光电测距仪，可惜困难重重。进入70 年代，几次大地震的发生使得对长距离激光测距的需求更加迫切，国家连续发动了几次大规模科研攻关， 其中三支代表力量分别是：中国地震局武汉地震研究所、北京光学仪器厂、广东测绘仪器厂。这一系列攻关在原理上进了一步，试制出了样机足足30 公斤，但由于电子元器件、材料、工艺等多方面的限制，无法解决实际应用问题及批量生产。在 70 年代，国外比较可靠的、有实用价值的测距仪已经出现，主要代
5、表就是瑞士威尔特（ WILD ，现已并入徕卡） 、瑞典 AGA （现已并入天宝） 。他们研制生产的测距仪可直接测量3 公里，甚至10 公里，使业界大吃一惊，给整个行业的测绘方式带来根本性的变化。1979年国家改革开放，引进热潮形成，北光、广东测绘仪器厂、常州第二电子仪器厂成为引进学习测距仪技术的主要代表。其中北光主要和瑞典AGA合作，广东厂和常州二电仪则主要与日本测机舍（即索佳）、尼康合作。国人对引进寄予厚望，但事与愿违，在整个引进过程中，多是为进口散件组装仪器，学到的只是皮毛，根本无法触及核心技术。1986年至 1987 年间，常州二电仪5 名骨干集体跳槽至常州工学院校办工厂（即常州大地测距
6、仪厂） ，成为轰动一时的行业事件（详见 2 版） 。当时还在广东厂就职的南方测绘的创始人马超也十分关注此事，他清楚地意识到，这 5 人通过引进掌握了一些技术，他们有创新意识，有一直坚持国产化的决心，他们就是中国的希望。当这 5 人顶着巨大的压力，成功研制出性能稳定的测距仪后，市场销售却不尽人意。他们一年的销量仅仅20 余台，进口的在中国如火如荼。1989年，南方测绘成立，1991 年，南方测绘和常州大地厂正式携手合作，大地厂负责技术， 南方公司负责市场，一年竟能卖出两三百台，实现了测距仪的国产化，迫使进口测距仪逐步退出中国市场。(2) 、电子测角，国营和民营的对垒在电子测角出现前，常常是光学经
7、纬仪上架装测距仪，我们称之为“半站仪”，这种方式从上世纪70 年代中一直延续到90 年代初。当测距问题彻底解决后，测角问题提上日程，北光和苏一光成为此时引进国外技术的国营企业代表，北光还同日本拓普康合资成立了北京拓普康仪器有限公司。那时北光和苏一光都是很强大的国营企业，是主流， 南方公司尽管与大地厂合作在市场上呼声很高，也远不能够与这两家相提并论。1994年，北光 5 名技术员改投南方公司旗下（详见 2 版） ，这在现在看来是平常的事情，在当时引起了很大的波澜，北光称之为“挖角”。 当时的南方除了销售自己生产的仪器附件，还大量销售北光的仪器，彼此关系不错， 为了解开这次“挖角”的结，南方公司总
8、经理马超与北光的领导进行协商，协商的结果是：5 名技术员里有3 名即将退休，另外两名是当时北光的年轻骨干，但还不是技术领导，北光还有中青年技术骨干近40 名，双方都认为没有必要在这个问题上结梁子。关系得以缓解。这些技术员的到来充实了南方公司的技术实力，他们在南方的平台上迸发出了很大的热情， 1994 年 12 月，南方公司通过层层技术攻关，推出中国第一台电子经纬仪，成功解决了电子测角问题。 随后几年， 在南方电子经纬仪的一再冲击下，北京拓普康仪器有限公司解体，南方公司电经逐步发展，产量达到世界第一。人们常说， 南方公司的成功和崛起是一个奇迹，一个神话， 可以参考却无法复制。现在，当我们站在更高
9、的角度重新回顾、审视这一过程时就会发现，南方公司真正核心的优势，不见得是在技术上，更多的是一种灵活的体制，适合市场的策略和以人为本的文化。 1995 年底，在业内惊诧的目光中，南方测绘推出中国第一台国产全站仪样机NTS-202（详见 2 版） 。2003年，经过 8 年磨合，南方测绘推出第二代全站仪全中文内存NTS-320 系列、NTS-350 系列全站仪，整体达到了进口仪器的水平（详见2 版） 。三、全站仪的分类全站仪采用了光电扫描测角系统，其类型主要有： 编码盘测角系统、光栅盘测角系统及动态（光栅盘）测角系统等三种。全站仪按测量功能分类，可分成四类：（1）经典型全站仪（Classical
10、total station）TCRP全站仪经典型全站仪也称为常规全站仪，它具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能，有的还可以运行厂家或用户自主开发的机载测量程序。其经典代表为徕卡公司的TC系列全站仪。（2）机动型全站仪（Motorized total station）在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机，可自动驱动全站仪照准部和望远镜的旋转。在计算机的在线控制下，机动型系列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目标，并可实现自动正、倒镜测量。徕卡TCM 系列全站仪就是典型的机动型全站仪。（3）无合作目标性全站仪（Reflectorless total station）无合作目标型全
11、站仪是指在无反射棱镜的条件下，可对一般的目标直接测距的全站仪。因此，对不便安置反射棱镜的目标进行测量，无合作目标型全站仪具有明显优势。如徕卡TCR系列全站仪， 无合作目标距离测程可达200m ，可广泛用于地籍测量，房产测量和施工测量等。全世界精度最高的全站仪TCA2003 四、全站仪前景随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求与其它工业技术的应用，全站仪出现了一个新的发展时期，出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型等等的全站仪。目前，世界上最高精度的全站仪：测角精度（一测回方向标准偏差）0.52 ，测距精度1mm+1ppm 。利用 ATR （Auto Targets Recognitio
12、n，自动目标识别）功能，白天和黑夜（无需照明） 都可以工作。 全站仪已经达到令人不可致信的角度和距离测量精度，既可人工操作也可自动操作， 既可远距离遥控运行也可在机载应用程序控制下使用，可使用在精密工程测量、变形监测、几乎是无容许限差的机械引导控制等应用领域。全站仪这一最常规的测量仪器将越来越满足各项测绘工作的需求，发挥更大的作用。（1）全站仪三角高程测量按水准测量使用，不量仪器高和棱镜高，可以大大提高三角高程测量的精度，在一般条件下可以代替等级水准测量。（2）用测角精度为2，测距精度为(3 +210-6) 的全站仪，当视线长度在200左右时，可以代替水准仪进行相当于三等水准的高程测量。（3）
13、起点和终点的棱镜高，保持相等不变，测站数为偶数，可以抵消棱镜高。（4）垂直角的观测误差是主要的误差来源，在山区和大山区，垂线偏差的影响也不能忽视。因此，在这类地区测量时，应当尽量减小视线的长度。(5 ）在山区和丘陵地区，视距控制在300500m,可以代替三、四等水准测量，大大提高作业效率，保证测量精度。参考文献1 高井祥，肖本林，付培义，等. 数字测图原理与方法M. 徐州：中国矿业大学出版社，2001. 2 朱鸿禧，马鄂吉，杨忠秀，等. 测量学 M. 徐州：中国矿业大学出版社，1995. 3 章 书 寿 ， 陈 福山，等 . 测量学教程（第二版）M. 北京：测绘出版社，1997. 4 蒋辉，等 . 数字化测图技术及应用M. 长沙：国防科技出版社，2006. 5 高俊 .1999. 数字地图， 21世纪测绘业的支柱. 测绘通报 . 6 测绘信息网7 国家测绘局8 中国测绘网9 南方测绘网10 测绘科技信息网www.chinacehui.org
