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從光學經(jīng)緯儀到智能全站儀：測繪技術(shù)的革命

　　全站儀，全稱全站型電子速測儀，是一種集光、機、電于一體的高技術(shù)測量儀器。它集成了測角、測距、計算和數(shù)據(jù)存儲等功能，廣泛應(yīng)用于各種工程測量、地形測繪、建筑施工等領(lǐng)域。全站儀的發(fā)展歷史與技術(shù)演進可以歸納為以下幾個階段：

　　一、發(fā)展歷史

　　1、萌芽階段(20世紀60年代前)

　　1921年，第一臺光學經(jīng)緯儀在瑞士誕生，標志著測角技術(shù)的重大進步。

　　1960年，第一臺紅寶石激光器問世，次年產(chǎn)生了世界上第一臺激光測距儀，為測距技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

　　1968年，第一臺集成了距離測量、角度測量及數(shù)據(jù)記錄功能的商業(yè)全站儀誕生，這是全站儀的雛形。

　　2、組合式發(fā)展階段(20世紀70年代)

　　1977年，全球首款具有機載數(shù)據(jù)處理功能的全站儀TC1面世，由徠卡公司生產(chǎn)。它集測距、測角、自動計算坐標等功能為一體，大大提高了測繪工作的效率。但由于技術(shù)限制，這類全站儀無法儲存測量數(shù)據(jù)，需要借助紙或手簿來手動記錄，因此被稱為工具型全站儀。

　　進入80年代，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，全站儀的功能不斷完善。雖然相繼問世的T2000+DI5(1982)與T3000(1986)在功能上有所突破，但它們?nèi)詫儆诠ぞ咝腿緝x的范疇，因為并未改變儀器+手簿的使用方式。

　　3、整體式發(fā)展階段(20世紀90年代以來)

　　90年代之后，全站儀進入整體式發(fā)展階段。整體式全站儀將光電測距儀的光波發(fā)射接收系統(tǒng)的光軸和經(jīng)緯儀的視準軸組合為同軸結(jié)構(gòu)，體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、精度高。

　　1991年，徠卡公司推出TC1610全站儀，除了具備電腦型全站儀的基本特點外，還增加了雙軸補償功能。

　　1994年，TPS1000全站儀問世，在TC1610的基礎(chǔ)上又增加了軟功能鍵(圖標操作)以及自動目標識別的功能。

　　1999年，TPS1100全站儀推出，增加了無合作目標功能，即在無反射棱鏡的條件下，可對一般的目標直接測距。

　　2004年，TPS1200全站儀問世，將高精度、多功能及GNSS定位系統(tǒng)的軟硬件精巧地集成在一起，代表了當時全站儀技術(shù)的最高水平。

　　4、智能化發(fā)展階段(21世紀以來)

　　近年來，全站儀朝著智能化方向發(fā)展。智能型全站儀在自動化全站儀的基礎(chǔ)上，安裝了自動目標識別與照準的新功能，克服了需要人工照準目標的重大缺陷。

　　在相關(guān)軟件的控制下，智能型全站儀可以在無人干預(yù)的條件下自動完成多個目標的識別、照準與測量。

　　越來越多的全站儀使用了可觸摸操作的彩屏顯示屏，支持藍牙通訊、遙控測量等功能，數(shù)據(jù)傳輸更加方便快捷。

　　全站儀的持續(xù)工作時間也大大延長，一些全站儀的持續(xù)工作時間已達到30個小時，足以滿足野外作業(yè)的需求。

　　二、技術(shù)演進

　　1、測角技術(shù)的演進

　　最初的光學經(jīng)緯儀采用人工讀數(shù)的方式，存在讀數(shù)誤差。

　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子測角技術(shù)出現(xiàn)。全站儀采用光電掃描測角系統(tǒng)，如編碼盤測角系統(tǒng)、光柵盤測角系統(tǒng)及動態(tài)(光柵盤)測角系統(tǒng)等，實現(xiàn)了測角的自動化和高精度。

　　現(xiàn)代全站儀還配備了雙軸補償功能，可以自動修正因儀器豎軸和橫軸傾斜而產(chǎn)生的角度誤差。

　　2、測距技術(shù)的演進

　　最初的速測儀采用光學方法測距，測程短、精度低。

　　隨著激光測距技術(shù)的出現(xiàn)，全站儀開始采用電磁波測距儀代替光學視距經(jīng)緯儀，測程更大、測量時間更短、精度更高。

　　現(xiàn)代全站儀還配備了無合作目標測距功能，可以在無反射棱鏡的條件下對一般的目標直接測距，拓寬了測量范圍。

　　3、數(shù)據(jù)處理與傳輸技術(shù)的演進

　　最初的全站儀無法儲存測量數(shù)據(jù)，需要借助紙或手簿來手動記錄。

　　隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，全站儀開始配備機載軟件和數(shù)據(jù)存儲單元，實現(xiàn)了測量數(shù)據(jù)的自動記錄和存儲。

　　現(xiàn)代全站儀還支持藍牙通訊、遙控測量等功能，數(shù)據(jù)傳輸更加方便快捷。通過傳輸設(shè)備，全站儀可以與計算機、繪圖機相連，形成內(nèi)外一體的測繪系統(tǒng)，大大提高地形圖測繪的質(zhì)量和效率。

　　總的來說全站儀的發(fā)展歷史與技術(shù)演進是測繪技術(shù)進步的重要標志。從最初的工具型全站儀到整體式全站儀，再到智能化全站儀，全站儀的功能不斷完善、精度不斷提高、操作更加便捷。隨著科技的不斷進步和測繪領(lǐng)域需求的不斷增加，全站儀將繼續(xù)朝著數(shù)字化、智能化、便攜化的方向發(fā)展，為測繪工作提供更加高效、精確的解決方案。