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回望全站儀過去四十年的技術(shù)發(fā)展與變革

2018-05-27 熱度:7675 ℃

  對(duì)于從事測(cè)繪相關(guān)行業(yè)的人來說,全站儀可能是他們?cè)偈煜げ贿^的測(cè)繪儀器,可是提起全站儀的歷史,很多人可能只是一知半解。其實(shí),全站儀的歷史并不長(zhǎng),從第一臺(tái)擁有數(shù)據(jù)處理功能的全站儀誕生以來,不過四十多年的時(shí)間。

  全站儀發(fā)展的第一個(gè)階段:工具型全站儀

  1977年,全球首款具有機(jī)載數(shù)據(jù)處理功能的全站儀TC1面世了,TC1由徠卡(Leica)公司生產(chǎn),代表了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的全站儀水平。

  TC1擁有測(cè)角、測(cè)距、數(shù)據(jù)處理等功能,但是由于受當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制,TC1無法儲(chǔ)存測(cè)量數(shù)據(jù),要借助紙或是手簿來手動(dòng)記錄數(shù)據(jù),因此,這類全站儀被稱為工具型全站儀。

  進(jìn)入80年代,相繼問世的T2000+DI5(1982)與T3000(1986)雖然在功能上有所突破,但它們?nèi)詫儆诠ぞ咝腿緝x的范疇,因?yàn)樗鼈儾]有改變儀器+手簿的使用方式。

  工具型全站儀作為最早一批擁有機(jī)載數(shù)據(jù)處理功能的測(cè)繪儀器,它集測(cè)距、測(cè)角、自動(dòng)計(jì)算坐標(biāo)等功能為一體,大大提高了測(cè)繪工作的效率。

工具型全站儀

  工具型全站儀

  全站儀發(fā)展的第二個(gè)階段:電腦型全站儀

  90年代之后,在工具型全站儀的基礎(chǔ)之上,電腦型全站儀出現(xiàn)了。電腦型全站儀已經(jīng)可以儲(chǔ)存數(shù)據(jù),它解決了工具型全站儀需要手動(dòng)記錄數(shù)據(jù)的不便,其功能也越來越先進(jìn)。

  電腦型全站儀的基本特點(diǎn)有三條,分別是可用菜單進(jìn)行操作,具有機(jī)載軟件,可以進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。

  在1991年問世的TC1610全站儀,其除了具備電腦型全站儀的基本特點(diǎn)外,還具有雙軸補(bǔ)償?shù)墓δ堋?/span>

  1994年問世的TPS1000,在TC1610的基礎(chǔ)上又增加了軟功能鍵(圖標(biāo)操作)以及自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別的功能。

  而1999年問世的TPS1100,則在原先全站儀的基礎(chǔ)上,增加了無合作目標(biāo)功能,即在無反射棱鏡的的條件下,可對(duì)一般的目標(biāo)直接測(cè)距。

  2004年,TPS1200問世,身為電腦型全站儀中的佼佼者,它將高精度、多功能及GNSS定位系統(tǒng)的軟硬件精巧的集成在了一起。此外,其獨(dú)特的光機(jī)技術(shù)和新型的激光二極管應(yīng)用,使激光光斑在小尺寸、光束傳播、可見性等方面具有了更好的幾何特性。這些特性有利于進(jìn)一步改進(jìn)距離測(cè)量的性能,使之對(duì)墻角、小邊緣目標(biāo)的無棱鏡距離測(cè)量更加準(zhǔn)確可靠。

電腦型全站儀

  電腦型全站儀

  與工具型全站儀相比,電腦型全站儀先是解決了數(shù)據(jù)無法儲(chǔ)存的缺點(diǎn),其在測(cè)量精度上也有了顯著提高,電腦型全站儀中的測(cè)量和計(jì)算程序,可以通過處理采集得到的角度、距離信息來滿足各種測(cè)量的需求,一次安置儀器便可完成測(cè)站上全部的測(cè)量工作。

  此外,其豐富的機(jī)栽程序及可系統(tǒng)開發(fā)的特點(diǎn),與實(shí)際測(cè)量中的需求十分契合,可以節(jié)省測(cè)繪作業(yè)所需的人手并且提高作業(yè)效率。

  如今的全站儀:多品牌,多類別,更高端,更方便

  時(shí)至今日,全站儀已向多元化趨勢(shì)發(fā)展,其種類與品牌繁多,數(shù)據(jù)傳輸更加方便快捷,測(cè)距系統(tǒng)愈漸優(yōu)良,其功能設(shè)計(jì)也越來越人性化。

現(xiàn)代全站儀

  現(xiàn)代全站儀

  多品牌

  全站儀的品牌眾多,國外品牌主要有:徠卡(瑞士)海克斯康-中緯(武漢)、拓普康(日本)、Trimble(美國天寶)、賓得(日本)等。

  國內(nèi)全站儀品牌主要有:南方測(cè)繪、博飛、蘇州一光、中海達(dá)等。

  多類別

  全站儀按不同的劃分方法,可以分成不同的類別,現(xiàn)主要有以下三種劃分方式:

  按照外觀結(jié)構(gòu)分類,全站儀可以分為兩類,分別是積木型、整體型。除了早期的全站儀外,如今多數(shù)全站多是整體型結(jié)構(gòu),即把測(cè)距、測(cè)角、記錄單元等部件,在光學(xué)、機(jī)械等方面設(shè)計(jì)成一個(gè)不可分割的整體。

  按照測(cè)距儀測(cè)距分類,全站儀可以分為三類,分別是短距離測(cè)距全站儀(<3km,主要用于普通測(cè)量和城市測(cè)量)、中測(cè)程全站儀(3-15km,通常用于一般等級(jí)的控制測(cè)量)、長(zhǎng)測(cè)程全站儀(>15km,通常用于國家三角網(wǎng)及特級(jí)導(dǎo)線的測(cè)量)。

  按測(cè)量功能分類,全站儀可以分為四類,分別是經(jīng)典型全站儀、機(jī)動(dòng)型全站儀、無合作目標(biāo)性全站儀、智能型全站儀。

  ① 經(jīng)典型全站儀

  經(jīng)典型全站儀也稱為常規(guī)全站儀,它具備全站儀電子測(cè)角、電子測(cè)距和數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄等基本功能,有的還可以運(yùn)行廠家或用戶自主開發(fā)的機(jī)載測(cè)量程序。其經(jīng)典代表為徠卡公司的TC系列全站儀。

  ② 機(jī)動(dòng)型全站儀

  在經(jīng)典全站儀的基礎(chǔ)上安裝軸系步進(jìn)電機(jī),可自動(dòng)驅(qū)動(dòng)全站儀照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)。在計(jì)算機(jī)的在線控制下,機(jī)動(dòng)型系列全站儀可按計(jì)算機(jī)給定的方向值自動(dòng)照準(zhǔn)目標(biāo),并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)正、倒鏡測(cè)量。

  ③ 無合作目標(biāo)性全站儀

  無合作目標(biāo)型全站儀是指在無反射棱鏡的條件下,可對(duì)一般的目標(biāo)直接測(cè)距的全站儀。因此,對(duì)不便安置反射棱鏡的目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量,無合作目標(biāo)型全站儀具有明顯優(yōu)勢(shì)。無合作目標(biāo)性全站儀的距離測(cè)程可達(dá)1000m,可廣泛用于地籍測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)量和施工測(cè)量等。

中緯ZT10R型免棱鏡測(cè)距全站儀

中緯ZT10R型免棱鏡測(cè)距全站儀

  ④ 智能型全站儀

  在自動(dòng)化全站儀的基礎(chǔ)上,儀器安裝自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別與照準(zhǔn)的新功能,因此在自動(dòng)化的進(jìn)程中,全站儀進(jìn)一步克服了需要人工照準(zhǔn)目標(biāo)的重大缺陷,實(shí)現(xiàn)了全站儀的智能化。在相關(guān)軟件的控制下,智能型全站儀在無人干預(yù)的條件下可自動(dòng)完成多個(gè)目標(biāo)的識(shí)別、照準(zhǔn)與測(cè)量。因此,智能型全站儀又稱為“測(cè)量機(jī)器人”。

天寶s8機(jī)器人全站儀

  天寶s8機(jī)器人全站儀

  更高端,更方便

  除了品牌與種類的多樣化外,現(xiàn)在的全站儀也更加的高端與方便。

  越來越多的全站儀使用了可觸摸操作的彩屏顯示屏,屏幕的顯示內(nèi)容也更加的豐富,一些全站儀還支持藍(lán)牙通訊,遙控測(cè)量等功能。許多支持即插即用USB設(shè)備的全站儀,更是方便了測(cè)繪人員對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的傳輸與備份。此外,全站儀的持續(xù)工作時(shí)間也大大延長(zhǎng),一些全站儀的持續(xù)可工作時(shí)間已經(jīng)達(dá)到了30個(gè)小時(shí),足以滿足野外作業(yè)的需求。

配備USB及藍(lán)牙傳輸數(shù)據(jù)的全站儀

  從最初的工具型全站儀到電腦型全站儀,再到現(xiàn)如今各式各樣的高端全站儀,四十年來,全站儀的外觀、結(jié)構(gòu)、功能等都在發(fā)生著不同程度的變化。這些改變不僅讓全站儀的測(cè)量精度逐漸提高,其操作方式也在越來越簡(jiǎn)捷,越來越人性化。為測(cè)繪工作者的測(cè)繪作業(yè),帶來了極大的便利。


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