【正文】 世紀(jì)40 年代出現(xiàn)了光學(xué)玻璃度盤,用光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的度盤對準(zhǔn)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(xué)經(jīng)緯儀。光學(xué)經(jīng)緯儀比早期的游標(biāo)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(jì)到20 世紀(jì)中葉是光學(xué)測繪儀器時(shí)代, 此時(shí)測繪科學(xué)的傳統(tǒng)理論和方法比較成熟。到了20 世紀(jì)60 年代, 隨著光電技術(shù), 計(jì)算機(jī)技術(shù)和精密機(jī)械技術(shù)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(shí)代, 到了20 世紀(jì)80 年代, 電子測角技術(shù)有了進(jìn)一步發(fā)展, 從當(dāng)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(shù)的進(jìn)一步發(fā)展, 電子測角精度大大提高。早在1943 年, 瑞典物理學(xué)家貝爾格斯川采用光電技術(shù)在大地測量基線上從事光速值的測定試驗(yàn)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(shù), 在全世界產(chǎn)生了巨大影響。各國競相購買儀器, 引進(jìn)技術(shù), 從而促進(jìn)了光電測距技術(shù)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(yuǎn)、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(jìn)一步促進(jìn)了測距儀向小型化、高精度方向發(fā)展。20 世紀(jì)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(chǔ)上, 研制生產(chǎn)出世界上第一臺全站儀, 進(jìn)一步促進(jìn)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(zhǔn)儀NA2000。NA2000 水準(zhǔn)儀首先采用圖像處理技術(shù)來處理標(biāo)尺的影像, 并以行陣傳感器取代測量員的肉眼進(jìn)行讀數(shù)。這種傳感器可識別水準(zhǔn)標(biāo)尺上的條碼分劃, 并用相關(guān)技術(shù)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(shí)現(xiàn)了水準(zhǔn)測量自動化。1973 年12 月, 美國國防部批準(zhǔn)建立新一代導(dǎo)航系統(tǒng), 簡稱GPS, 它是一種可以定時(shí)和測距的空間交會定點(diǎn)的導(dǎo)航系統(tǒng)。可向全球用戶提供連續(xù)、實(shí)時(shí)、高精度的三維位置、三維速度和時(shí)間信息、為陸、海、空三軍提供精密導(dǎo)航, 還用于情報(bào)收集、應(yīng)急通訊和衛(wèi)星定位等一些軍事目的。GPS 整個(gè)發(fā)展計(jì)劃分三個(gè)階段進(jìn)行, 即原理可行性論證階段, 系統(tǒng)的研制和試驗(yàn)階段,最后為工程發(fā)展和完成階段。直至1994 年7 顆GPS 試驗(yàn)衛(wèi)星和分布在6 個(gè)軌道上的24 顆工作衛(wèi)星已全部升空到位, 并正常工作。實(shí)踐證明, GPS 定痊技術(shù)完全可以取代常規(guī)的測角, 測距手段, 相對定位精度可達(dá)cm 級以下, 長距離的相對精度可達(dá)108,甚至更高。1852 年法國物理學(xué)家付科提出地球自轉(zhuǎn)在陀螺儀上產(chǎn)生效應(yīng)的設(shè)想。無需進(jìn)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(diǎn)的子午線位置。直到20 世紀(jì)50 年代, 才研制成液浮式礦用陀螺羅盤儀。20 世紀(jì)60 年代工, 在礦用陀螺羅盤儀的基礎(chǔ)上發(fā)展成陀螺經(jīng)緯儀。20 世紀(jì)70 年代, 由于自動控制技術(shù), 計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展, 并引進(jìn)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(jì)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(yīng)用。如激光指向儀、激光投點(diǎn)儀、激光鉛垂儀、激光掃平儀、激光經(jīng)緯儀、激光水準(zhǔn)儀和激光打印機(jī)等。隨著微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、空間技術(shù)以及光、機(jī)、電技術(shù)的一體化等技術(shù)的發(fā)展, 促進(jìn)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。回顧測繪儀器的發(fā)展, 可清楚地看到, 測量儀器從早期的測繩、羅盤儀、游標(biāo)經(jīng)緯儀已發(fā)展到目前的電子經(jīng)緯儀、數(shù)字水準(zhǔn)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(jìn)。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(zhǔn)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(xué)技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代化進(jìn)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(qiáng)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(gè)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(xué)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(yuǎn)遠(yuǎn)不夠, 往往是通過多余觀測或重復(fù)測量來保證精度和穩(wěn)定性。勞動強(qiáng)度大, 作業(yè)時(shí)間長, 已不太適應(yīng)時(shí)代的需要。要充分利用已有微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)等對儀器進(jìn)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(yīng)性?？赏麑頊y量結(jié)果能像照相機(jī)一樣, 一次性就能達(dá)到精確度、穩(wěn)定性、可靠性的要求,減小勞動強(qiáng)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(zhǔn)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(jī)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(jìn)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(guān)專家和學(xué)者預(yù)測, 目前人類對宇宙和地球的規(guī)律和奧秘的認(rèn)識與了解還不到5%, 其中95%有待進(jìn)一步研究和開發(fā), 測繪學(xué)科也不例外, 將要研究人類目前未知的測繪新理論、新技術(shù)、新儀器、可能利用納秋技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、宇宙環(huán)境、空間信息以及特殊的技術(shù), 研制新一代的定向, 定位, 繪圖等多維、智能性的測量儀器?？赏痪脺y量儀器可代替人的大腦和思維, 實(shí)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(zāi)害預(yù)測自動化, 實(shí)現(xiàn)測繪科學(xué)現(xiàn)代化。