從測(cè)繪儀器進(jìn)展看測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展

1、從測(cè)繪儀器進(jìn)展看測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展伴隨著以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的信息技術(shù)的快速發(fā)展和傳統(tǒng)模擬 測(cè)繪技術(shù)向現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪體系轉(zhuǎn)變，作為空間信息數(shù)據(jù)采集處理工 具的測(cè)繪儀器也發(fā)生了一場(chǎng)變革。測(cè)繪儀器從傳統(tǒng)的光機(jī)產(chǎn)品向光機(jī) 電算一體化產(chǎn)品發(fā)展，從單臺(tái)分體儀器向軟硬配套技術(shù)系統(tǒng)集成方向 發(fā)展。隨著數(shù)字地球、數(shù)字國家（地區(qū)）、數(shù)字城市概念的提出，測(cè)繪 儀器正在朝地理信息數(shù)據(jù)采集集成處理系統(tǒng)方向發(fā)展。1、傳統(tǒng)測(cè)繪儀器的發(fā)展歷程從20世紀(jì)50年代起.測(cè)繪儀器朝著電子化和自動(dòng)化方向發(fā)展。 首先是測(cè)距儀器的變革，1948年起陸續(xù)發(fā)展起來的各種電磁波測(cè)距 儀，因其能直接用來精密測(cè)量遠(yuǎn)達(dá)幾十公里的距離，因而使得大地測(cè)量定位

2、方法除了采用三角測(cè)量外，還可以方便地采用精密導(dǎo)線測(cè)量和 三邊測(cè)量。大約和此同時(shí)，出現(xiàn)了電子計(jì)算機(jī)，并很快被使用于測(cè)量 學(xué)中，這不僅加快了測(cè)量計(jì)算的速度，而且還改變了測(cè)繪儀器和方法， 使測(cè)繪工作更為方便和精確，隨后，相繼發(fā)展起來的空間技術(shù)、衛(wèi)星 遙感技術(shù)等在測(cè)繪儀器生產(chǎn)中的使用，已構(gòu)成現(xiàn)代測(cè)繪儀器發(fā)展的主 要特征。1.1電子經(jīng)緯儀60年代以來，隨著近代光學(xué)、電子學(xué)的發(fā)展，使角度測(cè)量向自 動(dòng)化記錄方向改進(jìn)有了技術(shù)基礎(chǔ)，從而出現(xiàn)了電子經(jīng)緯儀等自動(dòng)化測(cè)角儀器。電子經(jīng)緯儀在結(jié)構(gòu)及外現(xiàn)上和光學(xué)經(jīng)緯儀相類似，主要不同 點(diǎn)在于讀數(shù)系統(tǒng)，它采用光電掃描和電子元件進(jìn)行自動(dòng)讀數(shù)和液晶顯 示。電子測(cè)角雖然仍舊是采用度

3、盤來進(jìn)行，但不是按度盤上的刻劃， 用光學(xué)續(xù)數(shù)法讀取角度值，而是以度盤上取得電信號(hào)，再將電信號(hào)轉(zhuǎn) 換成角度值。電子測(cè)角的度盤主要有編碼度盤、光柵度盤和動(dòng)態(tài)測(cè)角 度盤三種形式。因此，電子測(cè)角也就有編碼度盤測(cè)角，光柵度盤測(cè)角 和編碼度盤結(jié)合測(cè)角，以及動(dòng)態(tài)測(cè)角等四種形式。1.2電磁波測(cè)距儀電磁波測(cè)距儀的出現(xiàn)，是測(cè)距方法的革命，從而開創(chuàng)了距離測(cè)量 的新紀(jì)元。和傳統(tǒng)的鋼尺或基線尺的量距相比，它具有精度高、作業(yè) 迅速，受氣候、地形影響小等優(yōu)點(diǎn)。電磁波測(cè)距儀的發(fā)展很快，世界 上第一臺(tái)測(cè)距儀于1947年由瑞典AGA公司制成，該廠生產(chǎn)的AGA-8 激光測(cè)距儀一般被認(rèn)為是第一代測(cè)距儀的代表。這類儀器的測(cè)程一般為20

4、-60km。由南非1954年開始研制，1957年正式生產(chǎn)的微波測(cè)距 儀，也屬于第一代電磁波測(cè)距儀，在良好的條件下，其測(cè)程可達(dá) 66-80km。第一代測(cè)距儀雖然測(cè)量長(zhǎng)邊比較精確，但體積大、笨重且 造價(jià)昂貴。20世紀(jì)60年代中期，電子產(chǎn)品的小型化和小型發(fā)光二極 管的研制成功，為第二代測(cè)距儀的設(shè)計(jì)提供了條件。第二代測(cè)距儀是 一種小型、輕便的儀器，而且耗電少，操作簡(jiǎn)便，但測(cè)程較短，一般 為0. 5-5Skm,測(cè)距的中誤差為正負(fù) 2-10mm+0.5-5ppm。相干激光引 人光波測(cè)距儀后，就產(chǎn)生了第三代測(cè)距儀。這類儀器十分輕便，耗電少、讀數(shù)方便，測(cè)程為 5m-60km,精度高達(dá)正負(fù)5mm+lppm。目前

5、， 測(cè)距儀正在向小型、自動(dòng)，多功能的方向發(fā)展。將測(cè)距儀通過接合器， 安裝在光學(xué)經(jīng)緯儀或電子經(jīng)緯儀的望遠(yuǎn)鏡支架上，以形成組合型儀 器，是半全站型記錄或電子速測(cè)儀的發(fā)展開端。2、現(xiàn)代測(cè)繪儀器的現(xiàn)狀2.1電子水準(zhǔn)儀的現(xiàn)狀自1990年徠卡公司第一臺(tái)數(shù)字電子水準(zhǔn)儀問世，徠卡公司和蔡 司公司相繼成功地將數(shù)字電子水準(zhǔn)儀推向市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了水準(zhǔn)標(biāo)尺的精密照準(zhǔn)，標(biāo)尺分劃讀數(shù)和視距的讀取、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和處理等數(shù)據(jù)采集的 自動(dòng)化，從而減輕了水準(zhǔn)測(cè)量的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了測(cè)量和成果質(zhì)量.目前的常用產(chǎn)品有徠卡 DNA03，拓普康的DL-101，DL-102。Trimble 的DiNi 12等數(shù)字電子水準(zhǔn)儀。（1）現(xiàn)在水準(zhǔn)儀的顯示屏

6、大多都是黑白 的，而且不夠大，顯示的信息少，外觀設(shè)計(jì)比較美觀，但是需要更加 優(yōu)化，例如螺旋位置更加合理的安排；補(bǔ)償器的補(bǔ)償范圍和安平精度；（3）測(cè)量軟件程序功能少，目前還不能自動(dòng)進(jìn)行高差檢核、前 后視距差、視距累加和；（4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量不是很大，但是一般的儀器 可以插存儲(chǔ)卡；（5）現(xiàn)在很多儀器都沒漢化；（6）標(biāo)尺采用條碼分劃； （7）水準(zhǔn)儀觀測(cè)精度大多集中在正負(fù) 0.4mm/Km左右。2.2全站儀的現(xiàn)狀全站型電子速測(cè)儀是一種集測(cè)角，測(cè)距、計(jì)算、記錄于一體的新型測(cè)量?jī)x器。（1）大多數(shù)全站儀都有無棱鏡測(cè)距的功能；（2） GPT 70001 系列己經(jīng)采用了全站儀測(cè)量和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的結(jié)合；（3）補(bǔ)償器的

7、補(bǔ)償范圍在士 3左右；（4）可以和PC機(jī)進(jìn)行下載及上傳數(shù)據(jù)；（5）測(cè)角精 度大約集中在正負(fù)1 -5左右測(cè)距誤差大約集中在正負(fù) （2mm+2ppm*D）。2.3 GPS的現(xiàn)狀GPS接收機(jī)包括主機(jī)、天線、控制器和電源等。目前生產(chǎn)GPS接收機(jī)大致以南方、徠卡、天寶等為主。GPS接收機(jī)字發(fā)展以來已更 新三代，現(xiàn)在的接收機(jī)重量輕、體積小、耗電省、速度快、操作簡(jiǎn)便， 使用方便且價(jià)格逐漸下降。但是目前大多數(shù)接收機(jī)和天線是分體的， 攜帶不方便。軟件多數(shù)是英文，使用起來不方便。3、現(xiàn)代測(cè)繪儀器的發(fā)展趨勢(shì)3.1電子水準(zhǔn)儀的發(fā)展趨勢(shì)隨著現(xiàn)代測(cè)繪行業(yè)的迅速發(fā)展，電子水準(zhǔn)儀得到了更廣的使用。電子水準(zhǔn)儀的功能越來越全面，

8、電子水準(zhǔn)儀的發(fā)展大致有以下幾個(gè)方 面：（1）增大顯示屏，增大圖形顯示面板，確保您比較困難的條件下 都能清晰的讀取數(shù)據(jù)；（2）擴(kuò)大補(bǔ)償器的補(bǔ)償范圍和提高安平精度；（3） 電子水準(zhǔn)儀將隨著CCD技術(shù)和數(shù)字圖象技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展； 完善 測(cè)量軟件程序功能和增加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量；（5）增強(qiáng)儀器適應(yīng)環(huán)境的能力； （6）數(shù)據(jù)通訊更加方便、快捷；（7）軟件漢化的友好實(shí)現(xiàn)。3.2全站儀的發(fā)展趨勢(shì)全站儀不僅具有電子表測(cè)角和電子表測(cè)距的功能， 而且具有自動(dòng) 記存儲(chǔ)和運(yùn)算能力，有很高的作業(yè)效率。目前各廠家紛紛推出的新型 全站儀。全站儀以后的發(fā)展大致有以下及個(gè)方面：（1）采用無棱鏡測(cè)距將得到普遍使用。而且測(cè)距的速度會(huì)更快、距

9、離會(huì)更長(zhǎng)，測(cè)得的數(shù) 據(jù)更精確；（2）顯示屏?xí)絹碓酱?，這樣可以顯示更多的信息，采用 圖形化界面，便于測(cè)繪人員查閱信息：（3）采用最先進(jìn)的Window中文 操作系統(tǒng)，內(nèi)置使用程序?qū)⒃龆嗪驮龃髷?shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、便于用戶二次開發(fā)軟件。軟件漢化，界面更加友好；（4）全站儀測(cè)量和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的結(jié)合得到進(jìn)一步的發(fā)展；（5）擴(kuò)大補(bǔ)償器的補(bǔ)償范圍和提測(cè)量精 度，價(jià)格也會(huì)更便宜；（6）實(shí)現(xiàn)紅外光學(xué)對(duì)點(diǎn)功能。3.3 GPS的發(fā)展趨勢(shì)隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，GPS系統(tǒng)市場(chǎng)也己進(jìn)入規(guī)模發(fā)展時(shí)期。 隨 著新產(chǎn)品的增多，產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)更加激烈。 筆者認(rèn)為GPS以后的發(fā)展大致有以下幾個(gè)方面。（1）藍(lán)牙技術(shù)，天線

10、、 接收機(jī)集成化；（2）提高外業(yè)測(cè)量速度和定位精度；（3 ）軟件漢化，多 功能化，界面更加友好； 操作更加簡(jiǎn)單，使用更加方便；（5）發(fā)展 多星接收機(jī)，支持 GLONASS、伽利略、中國北斗；（6）單基站系統(tǒng)： 單基站系統(tǒng)由一個(gè)系統(tǒng)控制中心和一個(gè)基站組成的集群移動(dòng)通信系 統(tǒng)；（7）網(wǎng)絡(luò)CORS:為一個(gè)或若干個(gè)固定的、連續(xù)運(yùn)行的GPS參考站。4、結(jié)語在未來的儀器功能整合中，將這些目前需要外接設(shè)備完成的功 能，統(tǒng)統(tǒng)整合到儀器當(dāng)中，如數(shù)據(jù)采集部分：利用近景攝影測(cè)量原理， 攝取觀測(cè)部分的數(shù)字影像，進(jìn)行像對(duì)匹配，使用無棱鏡測(cè)距技術(shù)，采 集距離數(shù)據(jù)、角度數(shù)據(jù)，使用 GPS技術(shù)，實(shí)施單點(diǎn)三維定位數(shù)據(jù)處 理部分:平差、成圖、編輯、形成打印文件，數(shù)據(jù)進(jìn)人GIS中，通過無線接人等手段，和遠(yuǎn)端GIS數(shù)據(jù)庫保持同步，接受遠(yuǎn)端的指令，這 樣，野外作業(yè)的單人作業(yè)以至“無人職守成為可能。測(cè)繪儀器的發(fā) 展，推動(dòng)著測(cè)繪事業(yè)的前進(jìn)，同時(shí)，測(cè)量理論的發(fā)展，又給測(cè)繪儀器 指明了前行的道路?，F(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)研究的主要