全站仪的发展趋势

跟随电子技术、激光技术、数据记录和处理技术的发展，全站仪已由具有的电子测距、电子测角的一般功能，发展为具有自动测距、自动测角、自动存储和输出测量数据功能的全站型电子速测仪。

一、全站仪的概念

全站型电子速测仪(ElectronicTotalStation)是由电子测角、电子测距等系统组成，测量结果能自动显示、计算和存储，并能与外围设备自动交换信息的多功能测量仪器。

1.全站仪的系统结构。

全站仪是集光、机、电于一体的高科技仪器设备，其中轴系机械结构和望远镜光学瞄准系统与光学经纬仪相比没有大的差异，这里不再赘述。而电子系统主要由以下三大单元构成：——电子测距单元，外部称之为测距仪。——电子测角及微处理器单元，外部称之为电子经纬仪。——电子记录单元或称存储单元。

2.全站仪的分类。

按测量功能分类，也可以分为以下四类：

2.1经典型全站仪。

经典型全站仪也称常规型全站仪，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。

2.2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。

2.3无合作目标型全站仪。

无合作目标型全站仪是指在无反射棱镜的配合下，可以对一般的目标直接测距的全站仪。因此对不便设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的优势。

2.4智能型全站仪。

在机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，实现了全站仪智能化的跨越。

二、全站仪的发展概况

20世纪60年代末期，人们将小型化红外测距仪与电子经纬仪的结合。随着电子测角技术和数据微处理与存储性能的提高，瑞典GeotronicsAB于1982年生产了具有动态测角系统的全站仪Geodimeterl40。该仪器在测量时在整个度盘上采集数据，消除了偏心差和分划误差的影响，它的测量数据存储在Geodat半导体存储器内。

全站仪是当今地面测量工作走向自动化、数字化的核心测量仪器。纵观全站仪的发展过程，可归纳为以下几个方面：系统性。20世纪60年代末期，小型化红外测距仪与电子经纬仪的结合，促使全站仪的诞生。全站仪从开始出现即显示了系统性端倪。目前，基于这个标准串口的开发应用，厂家目前已能够通过计算机和仪器的连接，对仪器进行实时控制操作，实现数据的双向流动。

全站仪和计算机、软件，甚至一些通讯设备一起，组成了一个智能型的系统。补偿和改正能力。仪器误差对测角精度的影响主要是由不正确的轴系关系造成的，在光学仪器中是这样，在电子仪器中也是这样。在光学经纬仪中，主要是通过对轴系关系的校正，从而降低仪器误差对测角精度的影响。而在电子仪器中，则主要是通过所谓“轴系补偿”实现的。

Zxin的全站仪已实现了“三轴”补偿功能，即(1)全站仪中安装的补偿器自动运态检测或改正竖轴倾斜的误差。(2)通过对仪器视准轴误差和模轴误差的检测，计算出误差值，必要时对所测的水平角加以改正。而只考虑或改正竖轴纵向倾斜误差的补偿系统则称为“单轴补偿”，若同时考虑或改正竖轴纵向、横向倾斜误差的补偿系统则称之为“双轴补偿”。

除此之外，仪器往往还设置有对竖直度盘刻划线零点误差的检测，竖直角观测值是以竖直度盘刻划线零点为参考的，通过改正零点误差、竖轴纵向倾斜误差、补偿器纵向指标差，Z终将计算所得的竖直角的参考方向改正到铅垂轴。而水平方向观测值，则通过对竖轴横向倾斜误差、视准轴误差和横轴误差的改正，Z终得到正确的水平方向值。

三、全站仪的未来发展趋势

如果说全站仪早期的发展主要是体现在硬件设备上，中期的发展主要是体现在软件功能上，那么现今的发展则是全方位的，人们很难用一个标准去归纳它。全站仪的发展趋势将体现在以下几个方面：

(1)全站仪的小型化、系列化发展趋势。

自从全站仪诞生以来，全站仪的小型化工作就从未间断过。从Z初的20多千克，到现在的几千克，全站仪的小型化工作已取得重大成果。

(2)全站仪的自动化发展趋势。

在电磁波测距的基础上，全站仪的发展首先在度盘角度读数上实现了自动化。现在，全站仪的自动化程度不断提高，目前轴系误差等内容的补偿与改正实现了自动化，并出现了目标自动识别与照准的全站仪。

(3)全站仪的本地化发展趋势。

为了让一个世界性品牌的全站仪更具有民族化、地区化，许多具有远见的全站仪生产厂家正在不断加强其产品的本地化工作，以进一步提高在世界范围内的应用水平。全站仅的本地化不仅体现在语言上，同时要让全站仪的操作使用更加接近当地用户的作业规范。

(4)全站仪的功能集成化发展趋势。

如今，有人已提出“超站仪”的概念，即在全站仪的基础上，上面添加GPS接收机，实现空间定位；下挂自动定向的陀螺仪，实现真北定向；然后，由全站仪实现对目标的方位和距离的测量。“超站仪”的出现和使用，可以在没有己知点的地区实现对目标点的测量或放样，即所谓的“无标石”测量。

四、总结：

随着现代科技的不断进步，全站仪也可以变得更加先进，比如拓普康开创的长测程无棱镜技术、高度集成化技术、WINDOWS可视化技术、全自动化以及与图像技术相结合。所以，现在的全站仪设计追求一体化设计，体型小巧轻便，甚至可以自动照准棱镜和自动跟踪棱镜等功能。