全站仪发展历程

全站仪，即全站型电子速测仪（Electronic Total Station），是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。其类型主要有编码盘测角系统、光栅盘测角系统及动态（光栅盘）测角系统等三种。根据测角精度，全站仪可分为0.5″、1″、2″、3″、5″、10″等几个等级。1977年，徕卡公司生产了全球首款具有机载数据处理功能的全站仪（Wild）TC1。

20世纪80年代末，人们根据电子测角系统和电子测距系统的发展不平衡情况，将全站仪分成两大类，即积木式和整体式。早期的全站仪，大都是积木式结构，即电子速测仪、电子经纬仪、电子记录器各是一个整体，可以分离使用，也可以通过电缆或接口把它们组合起来，形成完整的全站仪。随着电子测距仪进一步的轻巧化，现代的全站仪大都把测距、测角和记录单元在光学、机械等方面设计成一个不可分割的整体，其中测距仪的发射轴、接收轴和望远镜的视准轴为同轴结构，这对保证较大垂直角条件下的距离测量精度非常有利。

全站仪按测量功能可分成四类：

（1）经典型全站仪（Classical Total Station）。

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（Motorized Total Station）。

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，徕卡TCM系列全站仪就是典型的机动型全站仪。

（3）无合作目标性全站仪（Reflectorless Total Station）。

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。如徕卡TCR系列全站仪，无合作目标距离测程可达1 000 m，可广泛用于地籍测量、房产测量和矿山施工测量等。

（4）智能型全站仪（Robotic Total Station）。

在机动化全站仪的基础上，仪器可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”，其典型的代表有徕卡的TCA型全站仪等。

全站仪按测距还可以分为以下三类：(www.xing528.com)

（1）短距离测距全站仪。

这类全站仪测程小于3 km，一般精度为±（5 mm+5×10-6·D），主要用于普通测量和城市测量。

（2）中测程全站仪。

这类全站仪测程为3～15 km，一般精度为±（5 mm+2×10-6·D）、±（2 mm+2×10-6·D），通常用于一般等级的控制测量。

（3）长测程全站仪。

这类全站仪测程大于15 km，一般精度为±（5 mm+1×10-6·D），通常用于国家三角网及特级导线的测量。

目前，世界上最高精度的全站仪：测角精度（一测回方向标准偏差）为0.50″，测距精度为1 mm+1×10-6·D，利用ATR（Auto Targets Recognition，自动目标识别）功能，白天和黑夜（无须照明）都可以工作。如图1-1为徕卡TS30全站仪，测角精度0.50″，最小显示0.1″，测距精度1 mm+1×10-6·D，既可人工操作也可自动操作，既可远距离遥控运行也可在机载应用程序控制下使用，可使用在精密工程测量、变形监测、无容许限差的机械引导控制等应用领域。

全站仪的发展趋势有：长测程无棱镜技术、高度集成化技术、WinCE可视化技术、与图像有机结合技术、全面自动化技术、与GPS结合化技术。

图1-1　徕卡TS30

全站仪的生产厂家很多，其中：进口品牌有徕卡、索佳、尼康、拓普康、宾得和天宝，进口品牌国产化的有科维（拓普康）和中纬（徕卡），国产品牌有南方、三鼎、瑞得、科力达、苏州一光、常州大地、天津欧波、北京博飞和常州迈拓等。