回望全站仪过去四十年的技术发展与变革

07 Nov 2020

对于从事测绘相关行业的人来说,全站仪可能是他们再熟悉不过的测绘仪器,可是提起全站仪的历史,很多人可能只是一知半解。其实,全站仪的历史并不长,从第一台拥有数据处理功能的全站仪诞生以来,不过四十多年的时间。

全站仪发展的第一个阶段:工具型全站仪

1977年,全球首款具有机载数据处理功能的全站仪TC1面世了,TC1由徕卡(Leica)公司生产,代表了当时最先进的全站仪水平。

TC1拥有测角、测距、数据处理等功能,但是由于受当时的技术限制,TC1无法储存测量数据,要借助纸或是手簿来手动记录数据,因此,这类全站仪被称为工具型全站仪。

进入80年代,相继问世的T2000+DI5(1982)与T3000(1986)虽然在功能上有所突破,但它们仍属于工具型全站仪的范畴,因为它们并没有改变仪器+手簿的使用方式。

工具型全站仪作为最早一批拥有机载数据处理功能的测绘仪器,它集测距、测角、自动计算坐标等功能为一体,大大提高了测绘工作的效率。

工具型全站仪

全站仪发展的第二个阶段:电脑型全站仪

90年代之后,在工具型全站仪的基础之上,电脑型全站仪出现了。电脑型全站仪已经可以储存数据,它解决了工具型全站仪需要手动记录数据的不便,其功能也越来越先进。

电脑型全站仪的基本特点有三条,分别是可用菜单进行操作,具有机载软件,可以进行系统开发。

在1991年问世的TC1610全站仪,其除了具备电脑型全站仪的基本特点外,还具有双轴补偿的功能。

1994年问世的TPS1000,在TC1610的基础上又增加了软功能键(图标操作)以及自动目标识别的功能。

而1999年问世的TPS1100,则在原先全站仪的基础上,增加了无合作目标功能,即在无反射棱镜的的条件下,可对一般的目标直接测距。

2004年,TPS1200问世,身为电脑型全站仪中的佼佼者,它将高精度、多功能及GNSS定位系统的软硬件精巧的集成在了一起。此外,其独特的光机技术和新型的激光二极管应用,使激光光斑在小尺寸、光束传播、可见性等方面具有了更好的几何特性。这些特性有利于进一步改进距离测量的性能,使之对墙角、小边缘目标的无棱镜距离测量更加准确可靠。

电脑型全站仪

与工具型全站仪相比,电脑型全站仪先是解决了数据无法储存的缺点,其在测量精度上也有了显著提高,电脑型全站仪中的测量和计算程序,可以通过处理采集得到的角度、距离信息来满足各种测量的需求,一次安置仪器便可完成测站上全部的测量工作。

此外,其丰富的机栽程序及可系统开发的特点,与实际测量中的需求十分契合,可以节省测绘作业所需的人手并且提高作业效率。

如今的全站仪:多品牌,多类别,更高端,更方便

时至今日,全站仪已向多元化趋势发展,其种类与品牌繁多,数据传输更加方便快捷,测距系统愈渐优良,其功能设计也越来越人性化。

现代全站仪

多品牌

全站仪的品牌众多,国外品牌主要有:徕卡(瑞士)海克斯康-中纬(武汉)、拓普康(日本)、Trimble(美国天宝)、宾得(日本)等。

国内全站仪品牌主要有:南方测绘、博飞、苏州一光、中海达等。

多类别

全站仪按不同的划分方法,可以分成不同的类别,现主要有以下三种划分方式:

按照外观结构分类,全站仪可以分为两类,分别是积木型、整体型。除了早期的全站仪外,如今多数全站多是整体型结构,即把测距、测角、记录单元等部件,在光学、机械等方面设计成一个不可分割的整体。

按照测距仪测距分类,全站仪可以分为三类,分别是短距离测距全站仪(<3km,主要用于普通测量和城市测量)、中测程全站仪(3-15km,通常用于一般等级的控制测量)、长测程全站仪(>15km,通常用于国家三角网及特级导线的测量)。

 

按测量功能分类,全站仪可以分为四类,分别是经典型全站仪、机动型全站仪、无合作目标性全站仪、智能型全站仪。

① 经典型全站仪

经典型全站仪也称为常规全站仪,它具备全站仪电子测角、电子测距和数据自动记录等基本功能,有的还可以运行厂家或用户自主开发的机载测量程序。其经典代表为徕卡公司的TC系列全站仪。

② 机动型全站仪

在经典全站仪的基础上安装轴系步进电机,可自动驱动全站仪照准部和望远镜的旋转。在计算机的在线控制下,机动型系列全站仪可按计算机给定的方向值自动照准目标,并可实现自动正、倒镜测量。

③ 无合作目标性全站仪

无合作目标型全站仪是指在无反射棱镜的条件下,可对一般的目标直接测距的全站仪。因此,对不便安置反射棱镜的目标进行测量,无合作目标型全站仪具有明显优势。无合作目标性全站仪的距离测程可达1000m,可广泛用于地籍测量、房产测量和施工测量等。

中纬ZT10R型免棱镜测距全站仪

④ 智能型全站仪

在自动化全站仪的基础上,仪器安装自动目标识别与照准的新功能,因此在自动化的进程中,全站仪进一步克服了需要人工照准目标的重大缺陷,实现了全站仪的智能化。在相关软件的控制下,智能型全站仪在无人干预的条件下可自动完成多个目标的识别、照准与测量。因此,智能型全站仪又称为“测量机器人”。

天宝s8机器人全站仪

更高端,更方便

除了品牌与种类的多样化外,现在的全站仪也更加的高端与方便。

越来越多的全站仪使用了可触摸操作的彩屏显示屏,屏幕的显示内容也更加的丰富,一些全站仪还支持蓝牙通讯,遥控测量等功能。许多支持即插即用USB设备的全站仪,更是方便了测绘人员对测量数据的传输与备份。此外,全站仪的持续工作时间也大大延长,一些全站仪的持续可工作时间已经达到了30个小时,足以满足野外作业的需求。

从最初的工具型全站仪到电脑型全站仪,再到现如今各式各样的高端全站仪,四十年来,全站仪的外观、结构、功能等都在发生着不同程度的变化。这些改变不仅让全站仪的测量精度逐渐提高,其操作方式也在越来越简捷,越来越人性化。为测绘工作者的测绘作业,带来了极大的便利。


Switch to Mobile Version