【正文】 世紀40 年代出現(xiàn)了光學玻璃度盤,用光學轉像系統(tǒng)的度盤對準位置的刻劃重合在同一平面上, 根據(jù)這一理論就形成了光學經(jīng)緯儀。光學經(jīng)緯儀比早期的游標經(jīng)緯儀大大提高了測角精度, 而且體積小,重量輕, 操作方便?？梢哉f, 從17 世紀到20 世紀中葉是光學測繪儀器時代, 此時測繪科學的傳統(tǒng)理論和方法比較成熟。到了20 世紀60 年代, 隨著光電技術, 計算機技術和精密機械技術的發(fā)展, 1963 年FENNEL 廠研制出第一臺編碼電子經(jīng)緯儀, 從此常規(guī)的測量方法邁向了自動化的新時代, 到了20 世紀80 年代, 電子測角技術有了進一步發(fā)展, 從當初的編碼度盤, 又發(fā)展到了光柵度盤測角和動態(tài)法測角, 隨著電子測微技術的進一步發(fā)展, 電子測角精度大大提高。早在1943 年, 瑞典物理學家貝爾格斯川采用光電技術在大地測量基線上從事光速值的測定試驗獲得成功。接著與該國的AGA 儀器公司合作, 于1949 年初步研制成功一種利用白熾燈作為光源的測距儀, 邁出了光電測距的第一步, 盡管這種儀器體積大, 笨重, 耗電大, 精度低, 但從根本上解決了人類多年向往的光電測距技術, 在全世界產(chǎn)生了巨大影響。各國競相購買儀器, 引進技術, 從而促進了光電測距技術的迅速發(fā)展。1960 年美國人梅曼研制成功了世界上第一臺紅寶石激光器, 第二年就產(chǎn)生了世界上第一臺激光測距儀。激光測距儀與第一代光電測儀相比體積小、重量輕、測程遠、精度高, 而且可全天候觀測。1963 年瑞士威特廠開始研究砷化鎵(GaAS)發(fā)光管測距儀, 1963 年定型生產(chǎn)第一臺紅外測距儀, 進一步促進了測距儀向小型化、高精度方向發(fā)展。20 世紀70 年代, 前德國OPTON 廠和瑞典的AGA 廠, 在光電測距和電子測角的基礎上, 研制生產(chǎn)出世界上第一臺全站儀, 進一步促進了測量向自動化、數(shù)字化方向發(fā)展。1990 年瑞士徠卡公司根據(jù)GACHER 和MULLER 等人的研究成果, 生產(chǎn)出第一臺數(shù)字水準儀NA2000。NA2000 水準儀首先采用圖像處理技術來處理標尺的影像, 并以行陣傳感器取代測量員的肉眼進行讀數(shù)。這種傳感器可識別水準標尺上的條碼分劃, 并用相關技術處理儀器的測量信號, 自動顯示與記錄視線高和視距, 從而實現(xiàn)了水準測量自動化。1973 年12 月, 美國國防部批準建立新一代導航系統(tǒng), 簡稱GPS, 它是一種可以定時和測距的空間交會定點的導航系統(tǒng)?？上蛉蛴脩籼峁┻B續(xù)、實時、高精度的三維位置、三維速度和時間信息、為陸、海、空三軍提供精密導航, 還用于情報收集、應急通訊和衛(wèi)星定位等一些軍事目的。GPS 整個發(fā)展計劃分三個階段進行, 即原理可行性論證階段, 系統(tǒng)的研制和試驗階段,最后為工程發(fā)展和完成階段。直至1994 年7 顆GPS 試驗衛(wèi)星和分布在6 個軌道上的24 顆工作衛(wèi)星已全部升空到位, 并正常工作。實踐證明, GPS 定痊技術完全可以取代常規(guī)的測角, 測距手段, 相對定位精度可達cm 級以下, 長距離的相對精度可達108,甚至更高。1852 年法國物理學家付科提出地球自轉在陀螺儀上產(chǎn)生效應的設想。無需進行任何天文觀測和地磁觀測, 只要由陀螺觀測就可以得出任何地點的子午線位置。直到20 世紀50 年代, 才研制成液浮式礦用陀螺羅盤儀。20 世紀60 年代工, 在礦用陀螺羅盤儀的基礎上發(fā)展成陀螺經(jīng)緯儀。20 世紀70 年代, 由于自動控制技術, 計算機技術和通訊技術的發(fā)展, 并引進陀螺經(jīng)緯儀, 研制出自動化陀螺經(jīng)儀,如瑞士的GGI 型。激光自20 世紀60 年代問世以來, 首先用在測距上, 由于激光有許多其他光源不可比的優(yōu)越性, 在測繪界廣泛應用。如激光指向儀、激光投點儀、激光鉛垂儀、激光掃平儀、激光經(jīng)緯儀、激光水準儀和激光打印機等。隨著微電子技術、傳感器技術、光電技術、計算機技術、通訊技術、空間技術以及光、機、電技術的一體化等技術的發(fā)展, 促進了測繪儀器的發(fā)展, 先后出現(xiàn)了許多專用的電子測繪儀器。如電子傾斜儀、回聲測深儀、管線探測儀、海底地貌探測儀、電子伸縮儀、重力測量儀、電子氣壓測量儀等?；仡櫆y繪儀器的發(fā)展, 可清楚地看到, 測量儀器從早期的測繩、羅盤儀、游標經(jīng)緯儀已發(fā)展到目前的電子經(jīng)緯儀、數(shù)字水準儀、全站儀、GPS 以及各種專門測繪儀器, 推動了測繪工作向自動化、數(shù)字化、智能化方向邁進。測繪儀器發(fā)展的現(xiàn)狀與展望測繪儀器發(fā)展到如今, 全站儀、數(shù)字水準儀、激光類儀器、GPS 以及專用電子測繪儀器等已是測量的常規(guī)儀器, 但隨著科學技術的進步和現(xiàn)代化進程的加快, 這些常規(guī)儀器的精度和自動化, 智能化程度等還不能完全滿足現(xiàn)代精密測量和航空、航天、高能物理等高新科技研究的需要。必須加強新型的高質(zhì)量的測繪儀器研制。展望未來, 測繪儀器可能在以下幾個方面有發(fā)展。 提高現(xiàn)有(常規(guī))儀器的性能目前常用的測角、測距、測高、定向、定位和繪圖類儀器, 與早期的簡單工具和后期的光學儀器相比有許多優(yōu)越性, 但其精度、可靠性、穩(wěn)定性以及自動排除外界各種干擾的能力還遠遠不夠, 往往是通過多余觀測或重復測量來保證精度和穩(wěn)定性。勞動強度大, 作業(yè)時間長, 已不太適應時代的需要。要充分利用已有微電子技術、計算機技術、通訊技術等對儀器進行更新和改造, 不斷提高儀器的性能和對外界環(huán)境的適應性。可望將來測量結果能像照相機一樣, 一次性就能達到精確度、穩(wěn)定性、可靠性的要求,減小勞動強度, 提高工作效率。 研制新型的測繪儀器利用各種傳感器各信息傳遞系統(tǒng), 研制出新型的全站儀、水準儀、GPS、繪圖儀和遙測控制儀器以及自動測定微小信息變化的儀器。可望不久將會出現(xiàn)全站型測量機器人, 可完成特殊環(huán)境和條件下的測量工作, 不用人工具體操作, 憑著測量人員的大腦和思維自動進行工作。比如可自動測量珠峰和海底的平面位置和高程。 研究人類未知的新的測繪類儀器有關專家和學者預測, 目前人類對宇宙和地球的規(guī)律和奧秘的認識與了解還不到5%, 其中95%有待進一步研究和開發(fā), 測繪學科也不例外, 將要研究人類目前未知的測繪新理論、新技術、新儀器、可能利用納秋技術、網(wǎng)絡技術、宇宙環(huán)境、空間信息以及特殊的技術, 研制新一代的定向, 定位, 繪圖等多維、智能性的測量儀器。可望不久測量儀器可代替人的大腦和思維, 實現(xiàn)測量定位, 定向, 信息采集和成圖一體化, 成果多元化, 施工放樣和微小變量監(jiān)測與災害預測自動化, 實現(xiàn)測繪科學現(xiàn)代化。