全站仪

新型测绘仪器系统
1
4
image
全站仪（Total Station）是在电磁波测距仪和电子经纬仪进行集成设计的基础上，并逐步对其功能不断完善而形成的一种高精度测量仪器，[1]包括电子测角、电子测距、数据计算部分和通信接口等多个组成部分。通过传输接口将野外采集的数据终端与计算机、绘图机连接，配以数据处理软件和绘图软件，即可实现测图的自动化。全站仪，即全站型电子速测仪，可以在测站上一经观测，自动显示斜距、天顶距（竖直角）、水平角等观测数据，并快速计算平距、高差和点的坐标，广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。[9]全站仪可以完成角度测量、距离测量、三维坐标测量、定位、数据采集等多种测量任务，[6][7]同时，它具有自动纠正、自动补偿等高级功能，可在复杂环境下实现高精度、快速和稳定的测量。[10]全站仪还可以与计算机连接，实现数据存储、处理和分析，从而大大提高工作效率，[11]其主要特点包括测量精度高、速度快、操作简单方便等。[12][13]根据测角精度，全站仪可分为0.5″，1″，2″，3″，5″，7″等几个等级。[14]根据外观结构、测量功能和测距能力等方式，全站仪可以分为多个类别，[15][16]被广泛应用于测绘、建筑、交通、水利等领域中的测量工作。[2]随着科技的发展，现代全站仪也不断进行着革新和发展，其主要向着数字化、实时化、集成化、在线化和自动化的方向进步。[9][17]

历史沿革

20世纪60年代末，测距仪与电子经纬仪的结合，促使全站仪面世。全站仪的发展经历了从组合式（光电测距仪与光学经纬仪或电子经纬仪组合）到整体式（光电测距仪的光波发射接收系统的光轴与经纬仪的视准轴组合为同轴）等几个阶段。[18]1971年，美国天宝公司宣称生产了世界上第一台全站仪，但其实在1968年，西德Opton厂已经将电子经纬仪与电磁波测距仪结合，设计出了名为 RegElta 14 的全站型电子速测仪。[19]1971年，在同一展会上，瑞典 AGA 公司也展出了与 RegElta 14 功能一样的 Geodimeter 700。[9]
20世纪70年代，以奥普通厂（Opton）、瑞士威尔特厂（Wild Heerbrugg Ltd）、美国惠普（Hewlett－Packand）为代表的厂商生产、制造了第二代全站仪，第二代全站仪因集成电路和微处理器的广泛应用而大大增强了实用性。[18]典型产品包括1977年美国惠普公司生产的HP3820A以及同年瑞士威特厂和SERCEL公司协作生产出的TC1全站仪。[19][9]
20世纪80年代，随着电子测角技术和数据微处理与存储性能的提高，全站仪得到了迅速的发展。[18]世界主要的测量仪器生产厂商都开始制造全站仪，进口品牌有徕卡、天宝、索佳、尼康、拓普康、宾得，国产品牌有南方、中海达、华测、苏光、中纬、大地等。[19][9][20]