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摘要：测绘仪器是测量之本，伴随着测绘科学的发展，测绘仪器从早期的测绳、罗盘仪、游标经纬仪发展到目前的电子经纬仪、数字水准仪、全站仪、GPS、三维激光扫描仪、无人机等各种电子专用仪器。大大推动了测绘工作向自动化、数字化、智能化、精确化方向发展。本文通过对测绘仪器的发展历史提出自己的展望。
关键词：测绘仪器；历史；展望
测量工作的内容主要包括测定和定测两个方面。测定是通过测绘理论和测绘仪器，，将地面已有的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位置信息，供工程建设的规划设计和行政管理之用；定测是指利用测绘技术和测绘仪器把图纸上位置、高度、造型在实地标定出来指导施工。
一、测绘仪器发展的回顾
测绘仪器是伴随着测绘科学发展而发展起来的。早在公元前1400年，埃及就有了地产边界的测定，在公元前3世纪，中国人就知道天然磁石的磁性，并有各种形式的磁罗盘，公元前2世纪，司马迁在《史记•夏本记》中就有叙述大禹为治水而进行的测量工作，所谓“左准绳，右规矩”说明在古代就有了简单的测量工具。使用这类仪器测量，劳动强度大、速度慢、精度低。众所周知的现今新疆坎儿井无从考究出真实年份（应该在汉代），坎儿井与万里长城、京杭大运河并称为中国古代三大工程。吐鲁番的坎儿井总数达1100多条，全长约5000公里。而它的结构，大体上是由竖井、地下渠道、地面渠道和“涝坝”（小型蓄水池）四部分组成自流式灌溉系统。利用地形特点，通过地下暗渠，将埋深几十米乃至百米以下的地下潜流，引至农区或居住区。在1943年，瑞典物理学家贝尔格斯川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（现在天宝）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上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（GaAs）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年瑞士威特（现在徕卡）公司根据Gacher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尺的影像，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，并用相关技术处理仪器的测量信号，自动显示与记录视线高和视距，从而实现了水准测量自动化。自从1957 年10月4日，苏联发射了全世界第一颗人造地球卫星，开创了人类的空间世纪。美国对此密切关注。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。2012年12月27日，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务等。中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。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、应急通讯和卫星定位等一些军事目的。1852年法国物理学家付科提出地球自转在陀螺仪上产生效应的设想。“无需进行任何天文观测和地磁观测，只要由陀螺观测就可以得出任何地点的子午线位置。”直到20世纪50年代，才研制成液浮式矿用陀螺罗盘仪。20世纪60年代，在矿用陀螺罗盘仪的基础上发展成陀螺经纬仪。20世纪70年代，由于自动控制技术、计算机技术和通讯技术的发展，并引进陀螺经纬仪，研制出自动化陀螺经纬仪，如瑞士的GGl型。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、激光铅垂仪、激光扫平仪、激光经纬仪、激光水准仪和激光垂线仪等。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、电技术的一体化等技术的发展，促进了测绘仪器的发展，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、电子气压测量仪等。回顾测绘仪器的发展，可清楚地看到，测量仪器从早期的测绳、罗盘仪、游标经纬仪、油灯已发展到目前的电子经纬仪、数字水准仪、全站仪、GPS、激光三维扫描仪等各种专用测绘仪器，推动了测绘工作向自动化、数字化、智能化、精准化方向迈进。
二、测绘仪器发展的现状与展望
展望未来，测绘仪器可能在以下几个方面有发展。
1、提高现有仪器的性能。目前常用的测绘仪器，与早期的简单工具和后期的光学仪器相比有许多优越性，但其精度、可靠性、稳定性、精准性以及自动排除外界各种干扰的能力还有待提高，对于保证准确等往往是通过多余观测或重复测量来实现。通常劳动强度大，作业时间长。要充分利用已有微电子技术、计算机技术、通讯技术等对仪器进行更新和改造，不断提高仪器的性能和对外界环境的适应性。可望将来测量结果能像照相机一样，一次性就能达到精确度、稳定性、可靠性的要求，减小劳动强度，提高工作效率。
2、研制新型的测绘仪器。利用各种传感器进行信息传递系统，研制出新型的全站仪、水准仪、GPS、绘图仪和遥测控制仪器以及自动测定微小信息变化的仪器。可望不久将会出现全站型测量机器人，完全不需要人工干预的状态下自行完成特殊环境和恶劣条件下的测量工作。测绘仪器是测量之本，随着光电技术、空间科学、微电子、计算机等技术的发展必定提升测绘科学的发展，测绘仪器会进一步向自动化、数字化、智能化方向发展。
参考文献：
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[2]李生明. 工程测量研究[J]. 长江工程职业技术学院学报.2015，（12）.
论文作者:许子德1,刘子铭2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/9
标签：仪器论文; 测量论文; 经纬仪论文; 技术论文; 测距仪论文; 水准仪论文; 激光论文; 《基层建设》2017年第14期论文;