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在上一篇文章中，小编讲到了测绘兵使用的测绘仪器，一个是RTK，一个是全站仪。 所以今天我就来做一篇关于大地测量仪的文章，详细说一下大地测量仪的联系和发展。 在说仪器之前，先介绍一下大地测量的基本含义。

大地测量是为建立和维护测绘基准和测绘系统而确定地球的位置、形状、重力场及其随时间和空间变化的测绘活动。 而大地测量学衍生出的大地测量学，大家要好好学习。

大地测量学是在一定的时空参照系中测量和描述地球和其他天体的学科。 大地测量学最初是指土地测量，后来发展为“测量和描绘地球表面的科学”。 大地测量学的作用不言而喻，在国民经济建设、防灾减灾/环境监测、空间技术、国防建设、地球科学研究等各个领域都发挥着不可替代的作用。

大地测量就简单介绍完了，下面说说大地测量仪器的发展。

经纬仪

如果小编问经纬仪是做什么用的？ 相信大部分测绘朋友都能回答，就是用来做角度测量的。 是的，经纬仪是一种角度测量仪器。 根据刻度盘刻度和读数方式分为光学经纬仪和电子经纬仪两种，目前最常用的是电子经纬仪。

先说一下经纬仪的历史。 经纬仪的最初发明与航海密切相关。 因为航海和战争，人们需要绘制地图和图表。 然而，传统的三角测量方法由于没有合适的仪器，角度测量手段有限。 ，精度不高。

于是在1730年前后，英国机械师西森首先研制出经纬仪（英国是以前的海洋霸主），经改进后正式用于英国大地测量。 1904年，德国开始生产玻璃表盘经纬仪。 随着电子技术的发展，20世纪60年代出现了电子经纬仪。 70年代在此基础上制成了电子测速仪。

经纬仪的大致历史说完了全站仪仪器高除了测高程使还哪使，现在我们来一一讲解光学经纬仪和电子经纬仪。 首先是光学经纬仪。

光学经纬仪

光学经纬仪

1904年，德国开始生产玻璃表盘经纬仪。 1920年，瑞士人H.维特（H.Wild）等人制成了世界上第一台Th1光学经纬仪。 光学经纬度的水平刻度盘和垂直刻度盘由玻璃制成，读数装置由相对复杂的光学系统组成。

一般来说，光学经纬仪结构的主要特点是：①角度标准器、度盘及其读数系统均由光学玻璃组成； ，较短的内聚焦望远镜。 ③ 配备强制对中机构，如点对中器、对中杆、快速找平、补偿器等。

总结光学经纬仪的优缺点，首先它的优点是体积小、重量轻、操作方便、精度高。 缺点是工作量大，效率低，不能实现操作自动化。

电子经纬仪

电子经纬仪

由于光学经纬仪的种种缺​​点，电子经纬仪应运而生。

装有电子扫描刻度盘的精密测角仪，在微处理器控制下的自动数字式测角经纬仪称为电子经纬仪。

与光学经纬仪相比，电子经纬仪的优势更为明显。 首先，表盘和读数系统有着本质的区别。 电子经纬仪为进行全自动数字电子测角，采用了角度（模）-码（数）光电转换系统，读数更准确。

其次，电子经纬仪有微处理器作为中央处理器CPU，实现电子测角、电子测距和计算，并将观测值和计算结果显示在显示器上。 （光学经纬仪无显示），随着技术的发展，电子经纬仪也在向更高的自动化和多功能方向发展。

测距仪

测距仪

测距仪，顾名思义，就是一种测量距离的仪器或工具。 测距仪是一种测量长度或距离的工具，可与角度测量设备或模块结合使用，测量角度、面积等参数。

常见的测距仪按测距可分为近距、中距和远距测距仪（测距小于3km的近距测距仪，测距3km~14km的中距测距仪，和测量范围超过 15 公里的中程测距仪。远程测距仪）； 从测距仪所使用的调制对象来看，可分为：光电测距仪、声波测距仪。

今天小编就主要说说常用的激光测距仪，它是光电测距仪的一种。 激光测距仪是利用一束激光照射目标物体，测量目标物体将激光反射回来的时间，从而计算出仪器与目标物体之间的距离。

激光测距仪的精度主要取决于仪器计算激光发射和接收时间的计算精度。 激光测距仪根据所使用的技术和应用，可分为精度在1米左右的常规激光测距仪（主要用于户外运动、打猎等）和测绘用高精度激光测距仪，土地测量、建筑、工程应用、军事等需要高精度的场合。

然而，随着GPS技术的发展，用于远距离测量的微波测距仪和激光测距仪正逐渐退出历史舞台。 特别是微波测距仪在市场上并不多见。 就带激光和红外光源的全站仪而言，都是中近程测距仪。

全站仪

全站仪是全站仪电子测速仪的简称。 它是一种集电子经纬仪、光电测距仪和微处理器于一体的光电仪器。 那么怎么理解呢？

首先，装有电子扫描刻度盘，在微处理器控制下实现自动数字测角的经纬仪称为电子经纬仪。 然后，将电子经纬仪、电子测距仪和电子记录手册结合起来，在同一个微处理器的控制和检查下，同时具有观测数据的自动采集和校正、计算和记录等功能。 经纬仪称为电子测速仪。

由于电子测速仪能在站台上同时自动测量斜距、水平角和垂直角，并能计算出地面点的三维空间坐标，所以又称为地面三维电子全站仪。

全站仪的发展经历了从组合式，即光电测距仪与光学经纬仪的组合，或光电测距仪与电子经纬仪的组合，发展到一体式，即光电测距仪的光波发射和接收系统的光轴和经纬仪的视轴。 准轴组合成同轴积分全站仪等几级。

最初，测速仪的距离测量是通过光学方法实现的，我们称这种测速仪为“光学测速仪”。 实际上，“光学测速仪”是指带有视线的经纬仪。 被测点的平面位置由方向测量和光学视线确定全站仪仪器高除了测高程使还哪使，而高程由三角测量确定。

随着电子测距技术的出现，极大地促进了测速仪的发展。 用电磁波测距仪代替光学视距经纬仪，测量范围更大，测量时间更短，精度更高。 人们一般把用电磁波测距仪测距的测速仪称为“电子测速仪”。

但是，随着电子测角技术的出现。 “电子测速仪”的概念也随之发生了变化，根据测角方式的不同分为半站式电子测速仪和全站式电子测速仪。 半站式电子测速仪是指利用光学方法测量角度的电子测速仪，又称“测距经纬仪”。

这种测速仪出现较早，并不断得到改进。 可通过键盘将光学角度读数输入测距仪，计算出斜距，最终得到水平距离、高差、方向角和坐标差。 , 结果自动传输到外部存储器。

全站仪电子测速仪是由电子测角、电子测距、电子计算和数据存储单元等组成的三维坐标测量系统，测量结果可自动显示，是一种多功能的测量仪器与外围设备交换信息。 由于全站仪电子测速仪比较完善地实现了测量和处理过程的电子化和一体化，所以通常称为全站仪电子测速仪或简称全站仪。

在目前的测绘仪器市场上，瑞士徕卡公司的全站仪可以说是行业内的标杆。 在中国，苏一光的全站仪也不错。

全球定位系统接收器

简单说一下GPS接收机的含义。 GPS接收机是接收全球定位系统卫星信号并确定地面空间位置的仪器。 关于GPS接收器的详细介绍，可以参考小编之前的文章。 .

放一张GPS接收器的图片，下面可能会用到。

超级站

TPS 和 GPS 的集成 - 超级站仪。 先说说超级站的由来。 电子经纬仪和电磁波测距仪的集成产生了电子全站仪。 这种电子全站仪在大地测量和工程测量中发挥着重要作用，但也有一定的局限性。 例如，只有在有控制点的情况下，才能进行施工放样测量，作业的影响也有限。

那么GPS的优势大家都很清楚，但是我还要说的是，GPS测量在大范围控制测量上比全站仪更省时省力，而且控制点不一定需要互视. 定时和定位功能也更胜一筹。

不过GPS也有缺点，因为它是建立在GPS卫星测量的基础上的，所以必须能够在能看到卫星的情况下工作，也就是接收机必须面向天空。 所以在一些特殊的区域，像城市楼宇楼宇这样的地方会受到干扰，无法运营。

于是这时候，人们就发挥聪明才智，将两种技术（GPS和全站仪）结合起来，可以更好地发挥各自的优势，弥补各自的不足。

这是超级站仪，长这样：

上面是GPS接收机，下面是全站仪。 看起来怪怪的，没几个人见过，用过的人就更少了。

超级站集全站仪测角功能、测距仪测距功能和GPS定位功能于一体。 不受时间和地域限制，不依赖控制网络，无需架设基站，无工作半径限制。 单人单机即可完成测绘作业的一体化测绘仪器。

主要由动态PPP和测角测距系统集成而成。 它克服了国内外常用的全站仪、GPS和RTK技术的诸多缺陷。 超级站仪可以说是测绘人员凭空想象研制出来的产物，不过说实话，我还真没见过实物。

水平仪

水准仪是建立水平视线以测量地面上两点高度差的仪器。 其原理是根据找平原理测量地面点之间的高差。

水平仪出现在17、18世纪望远镜和水平仪发明之后。 20世纪初，微倾角水准仪是在内调焦望远镜和重合水准仪的基础上产生的。 50年代初期，出现了自动水平仪； 1960年代，开发了激光水平仪； 20世纪90年代，出现了电子水准仪或数字水准仪。

我国在1975年测量珠穆朗玛峰时，采用水平仪逐级测量。 青岛到珠穆朗玛峰有数千公里，每30米用一个水准仪测量。 有兴趣的可以参考我之前的文章《.

在大地测量高差测量仪器中，主要使用气泡式精密水准仪、自动找平精密水准仪、数字水准仪和相应的水准尺。

下面说一下关卡的模型。 有人在购买水平仪时，可能会看着水平仪的型号标记，不知道是什么意思。 小编在这里为大家简单科普一下。

国内等级分为DS05、DS01、DS3、DS10、DS20 5个等级。 其中“D”、“S”分别为“geodetic”、“level”的拼音首字母，“05”、“1”、“3”、“10”、“20”为毫米单位仪器每公里往返高度差的偶然介质误差的标称值。

自动水准仪“DS”后加“Z”，“Z”为“自动水准仪”拼音首字母。 比如我国一级调平用的级别最低的型号是DS05或DSZ05，二级调平用的是DS1或DSZ1。

总的来说，水平仪的特点：读数客观、准确度高、速度快、效率高。 而目前，对于测量高度，水平仪仍然是首选的仪器。

总结

有人问过全站仪能不能代替经纬仪和测距仪，超级站能不能代替全站仪和GPS接收机。 事实上，经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪、GPS接收机、超级站等大地测量仪器各有优缺点。 它们只有各自的应用领域，不能相互替代。

最后，小编总结一下这些仪器的发展历史：

17世纪，意大利科学家伽利略发明了望远镜。 人们利用这项发明制造了水准仪、经纬仪、平板等一系列光学测量仪器，为测绘科学揭开了新的一页。

人们利用这些光学仪器测量高差、水平角、垂直角，完成水准测量、三角控制测量、野外测绘等大量测绘任务，大大提高了测绘水平。

20世纪60年代以来，科学技术的发展带来了测量技术的革命。 应用现代光学和电子技术研制了激光测距仪。 测距仪的应用逐渐结束了钢尺测距的历史，不仅大大提高了测量精度和工作效率，而且大大减轻了野外劳动强度。 在控制测量中，将原来单一的三角网发展为边角网和边测网。

20世纪70年代以后，以电子计算机为代表的信息技术迅猛发展，促使测量仪器的发展发生了质的飞跃。 电子经纬仪、全站仪、数字水准仪应运而生。 实现了测量数据的自动数字化显示，完成了测量数据的存储和传输，迈出了测量自动化、数字化的步伐。 20世纪90年代以来，GPS测量技术的应用意味着传统大地测量学进入了空间大地测量学的新时代。

GPS的应用突破了传统的大地测量概念，即通过测量角度、距离、高差来计算大地平面坐标和高程，而是直接获取平面和高程的三维坐标。 无论是在精度还是范围上，都大大超过了传统的大地测量技术。

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