大地测量仪器的发展概况
仪器网 · 2012-07-15 08:58 · 51214 次点击
20世纪50年代,我国光学仪器工业十分落后。较早建立的规模较大的光学仪器厂有:上海光学仪器厂、南京水工仪器厂、西安天祥仪器厂及北京光学仪器厂等。初期,它们生产过一般精度的水准仪、平板仪、游标经纬仪和低精度的光学经纬仪。之后,由长春光机研究所和北京光学仪器厂先后研制和生产6”级光学经纬仪。50年代末,研制出用于国家一等三角测量的0.7“级高精度经纬仪及1‘级光学经纬仪。此后,上海光学仪器厂、西北光学仪器厂及南京测绘仪器厂等单位先后研制出精密光学经纬仪、精密水准仪及自动安平水准仪。60年代以后,光学仪器的研制和生产得到了迅速发展,先后建立了苏光第一光学仪器厂、无锡测绘仪器厂、徐州光学仪器厂、江西光学仪器厂、靖江测绘仪器厂、华东光学仪器厂等一大批光学仪器厂。生产了DJm到DJ。各种精度等级的光学经纬仪,以及从DS1到DS10各种精度等级的水准仪和DS3,DS10的自动安平水准仪。
在光电测距仪方面,自20世纪60年代北京科学仪器厂和苏光第一光学仪器厂、清华大学合作试制了以克尔盒为调制元件的目视接受光信号的普通光源光电测距以后,相继研制出了一些相位式精密激光测距仪(测程可达30km左右),以及以GaAs半导体发光管为光源的短程红外光电测距仪。目前,国内生产短程光电测距仪的厂家主要有北京光学仪器厂、苏州第一光学仪器厂及常州大地测跳仪厂等,其中产量及型号较多的是北京光学仪器厂。
水准仪的重要变革是实现了自动安平,即利用补偿器使视线自动安平的自动安平水准仪。目前从S05到昆级的自动安平水准仪已经有近百种类型。已逐步替代水准器水准仪。具有自动数字读数和自动记录功能的第一台电子数字仪(NA2000)已于1993年3月由瑞士徕卡(Leica)公司问世,它配合专用的条形码标尺,仪器可自动输出标尺读数及距离值,并可自动输人数据记录器。随后德国蔡司公司、日本拓普康公司和日本索佳公司也开发了拥有自主知识产权的数字水准仪。它们是集光机电、计算机和图像处理等高新技术为一体,是现代科技最新发展的结晶,代表了侧绘仪器的发展方向之一。
经纬仪的变革更迅速和引人注目。首先是以玻璃度盘的光学经纬仪取代了金属度盘的游标经纬仪;之后,将自动安平水准仪的自动补偿原理引人经纬仪的竖直度盘指标系统中,实现了竖盘指标自动归零,,提高了测量效率;在J2级及以上精度光学经纬仪的度盘对径分划符合读数系统中,实现了读数的“数字化”,减轻了操作人员的劳动强度;在仪器结构方面越来越多地采用了强制归心机构、制微动同轴机构、光学对点器、正镜望远镜以及望远镜的粗一精调焦机构等,这样便于操作,有利提高测量效率和精度。
经纬仪的最新一代产品是采用了具有径向光栅度盘或编码度盘以及相应的光电读数、电子细分、数据自动处理的电子经纬仪,使经纬仪向着光电化、数字化以及自动化方向发展。
光电测距仪由普通光源的电子管式光电测距仪发展到月前的以(GAS半导体发光二极管和半导体激光管为光源、半导体化、集成化、高度自动化的测距仪,现在又正在向小型或微型化、多功能、高精度、长测程及低功耗方向发展。目前,中、短程光电测距仪一般都具有常规测距、跟踪侧距、加常数及气象改正、取平均值等功能,还附加有归算平距、高差、计算坐标增量及坐标、显示施工放样偏差值以及蜂鸣誉示、故障显示等功能。
兼有光电测距、电子测角和测量数据记录的大地测量仪器称为全站仪,也称为电子速测仪或点子视距仪。第一代全站仪问世于20世纪70年代,以前西德OPTON厂的RegEita14和瑞典Geodimeter700为典型代表。最初的仪器体积大、质量重、能耗高,在野外作业中使
用不够机动灵活。但它们的出现,展示了一种高效的三维坐标的测量方法,是大地测量仪器史上划时代意义的革命。电子速测仪(全站仪)有整体式电子速测仪和半站型速测仪之分。20世纪90年代后期,16位CPU的单片机运用于全站仪上,并在其上能运行DOS程序,能够对仪器的系统误差进行修正;对其测量过程进行操作和监控;对大量测量数据进行存贮(上万个坐标和数据)和管理;与计算机实现双向通信。在一些内存容量大的仪器_h,甚至能将一些具有复杂的道路设计、面积计算、导线平差等应用测最程序,装载到仪器中,使其能够完成特殊的测量和放样工作。
自从2003年32位CPU应用于全站仪以来,能运行WindowsCE的全站仪诞生了,这是全站仪的一次技术革命,全站仪从DOS走向了Windows,从数字显示走向信息显示。今天的全站仪是现代测量和信息化测址工作最有力的助手。
GPS(GlobadPositioningSystem)全球定位系统是美国国防部20世纪70年代开始研制的新一代卫星无线电导航和定位系统。该系统已在大地控制网及基线测量、城市测量、大型工程构筑物测量、变形测量、摄影测量和遥感‘卜摄影站点及地面控制点定位、海上石油平台的精确定位、野外勘探定位等方面显示出广泛应用的前景和潜力。GPS已逐渐成为测最的一种重要手段,它的广泛应用将使测绘技术发生深刻的划时代的革命。
ISS(InertialSurveying伽tem)惯性测量系统是另一种很有发展前途的自动定位系统。它无需接收外界信号,而是依据地球的重力场和自转的原理来定位的。在矿井和其他一些特殊条件下应用这种定位系统,具有很大的优越性。GPS和ISS系统相结合的组合导航/定位系统将把侧最技术推向一个崭新的阶段。
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