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2．工作和生产人员方面：
了解仪器的种类、价格、使用方法、性能稳定性以及各类仪器自身的优缺点，为以后的仪器的选择和使用提供有益的参考。
3．学术研究方面：
了解世界上全站仪的厂家的情况及全站仪生产的发展历程，并及时了解世界仪器技术发展新动向，从中确定攻关研究项目，为我国的测绘仪器事业作出贡献。
4．国内生产厂家方面：
了解我国仪器产品与世界先进仪器产品的差距，学习外国先进的技术，改进和提高国内仪器生产的技术水平，改良自身的仪器产品的质量，从而使我们产品的技术水平不断地得到提高。
第三节论文的总体说明
本文以科学系统的方法对各种进口全站仪从不同的方面进行定量和定性相结合来比较分析，并根据南方测绘仪器公司提供的有关有效数据资料进行分析研究，从而使得到的结果真实可信。
论文首先从全站仪的发展历史和现状及存在的问题进行分析研究，接着从全站仪的原理入手，对全站仪内部结构进行从几个不同的方面进行分析比较，再接着就是主要部分对各种全站仪的技术指标、性能价格比进行比较，然后又把全站仪的各项专项功能对大家进行了简单介绍，并附上简图助于大家理解，而后是依据现行最新杂志、资料、有关方面报道及有关专家的意见来推测全站仪今后发展方向和趋势，最后是论文的结论。
论文的整体结构如图：
全站仪的历史和现状
↓
全站仪的原理简介
全站仪的比较和差距
全站仪专项功能简介
发展趋势
结论
第二章全站仪的发展历史和现状
第一节全站仪的发展历史
全站仪的产生和发展是与十八世纪的光学经纬仪的诞生、本世纪六七十年代的电子经纬仪的发展和测距仪的推动及七八十年代电子技术的飞速发展密切相关的。
测绘仪器总的发展过程是从光学经纬仪到电子经纬仪到速测全站仪再到半站仪，再接着才是全站仪的产生。
其发展过程如下：
全站仪的发展过程
光学经纬仪
电子经纬仪
速测全站仪（组合式）
半站仪（整机，光经+测距仪）
测距仪
全站仪
全站仪的进一步发展过程又可分为四个部分：
1．普通型的全站仪：
只有测角和测距功能，及一些简单的诸如温度、气压改正、倾斜距化平距等功能，其软件的配置也比较简单。
（如宾得PTS-Ⅲ05全站仪）
2．功能型的全站仪：
其在功能上有许多的改进和增加，包括一些特殊专项的功能，但是这类全站仪未带内存，记录还是要用纸或电子手簿记录数据，在野外测量外业中还是比较麻烦。
（如宾得PTS-V2全站仪）
3．磁卡型的全站仪：
其主要是用磁卡记录野外观测数据，磁卡又分为专用卡和PCMCIA（个人计算机存贮卡国际协会）标准的PC存贮卡两个过程，这样测量比较方便与电脑进行数据交换，尤其方便的是可以通过装有卡驱的计算机直接读取数据。
但是这种全站仪利用磁卡驱动器耗电量比较大、数据操作也比较慢。
（如索佳的SET-2C全站仪）。
4．内存式的全站仪：
其主要的进步是能直接把测量数据存在机身自带的内存里，回到室内直接输入电脑，从而减少了以磁卡为中间交换介质的麻烦，同时功能也变得更加强大，各种改正如地球曲率和大气折光、倾斜、比例系数等，很多测量功能如放样、后方交会、坐标测量等均可直接在仪器上完成。
（如索佳SET2110全站仪、尼康的DTM-450全站仪）
第二节全站仪的现状
现在全球只剩下四个国家七大厂家在生产全站仪（因捷创力全站仪还未全面展开，市场上很少见，故未列如厂家之中），如徕卡（瑞士）、蔡司（德国）、索佳、尼康、拓普康、宾得（均系日本）、南方（中国）。
原有的易主的的易主（如原来的捷创力被光谱精仪有限公司收购），合并的合并（如克恩被徕卡吞并）。
并且以测量仪器为主要产品的厂家就只有徕卡、蔡司、索佳和南方几家，而以全站仪为主要产品的只有索佳一家。
徕卡是生产测量方面的所有仪器象多倍仪、全站仪、GPS、水准仪等等，如拓普康是东芝集团的成员（其主要是电子产品）、宾得是以光学（如照相机、显微镜、信息通讯设备、医疗仪器）为主、尼康是以照相机为主。
这就使得各自的策略有所不同，索佳不发展全站仪就没有生存机会，而其他厂家并不是将全站仪视为救命稻草，从索佳的SET2100系列全站仪镜头的大小和接受测距光线信号的这一技术上的飞跃可以看出其发展全站仪是专心致志,力求制造出世界一流的全站仪产品。
徕卡和蔡司等欧洲的测绘仪器企业一般都以高质量和高精度为首要的追求目标。
价格上却从不理会别人的接受能力，外形上也一直我行我素,这些做法就使得日本的测绘仪器企业有发展的机会，日本的企业利用不太高的价格和高质量来迅速占领市场。
现在国际全站仪的竞争也是相当的激烈，美国也生产过全站仪但其很快就破产了（如HP公司也生产过全站仪）。
各个厂家都在尽快地提高产品质量、推出最新产品，其功能也是越来越强大，其使用也是越来越方便（原来的数据接口是在上部其旋转不方便现在的接口都在基座上、测距有1到9次可选、温度和气压也不用自己量了、计算也是越来越简单了）。
索佳曾在前几年为了使镜头更小和接受光线的能力加强费了相当大的经济和技术力量。
其他厂家也不甘落后，几乎所有的厂家都生产了防水全站仪；
宾得的全站仪已经内部自带气压和温度探测器（如PTS-V2、PCS-325）；
拓普康现在的就连自动控制跟踪的智能型全站仪也出来了，一个人就可进行测量的时代已经来临（如AP-LIA）；
尼康的全站仪有的带光线指向仪，这样放样就方便多了；
徕卡新型的全站仪不仅仅是防水而且改为马达来精确微动，测量人员只要用手按键来操作，使照准目标更加精确，从而提高精度（如的TDA-5000），开机也已不用初始化了（因其用的是动态编码度盘）。
据有关资料显示，最新型的全站仪已经带GPS了。
再看我们国内的测量仪器厂家，总的来说,国内全站仪的生产技术还相当落后和不成熟,目前我国全站仪的生产厂家仅有几个,如常州大地、南方，但是能真正当作自己产品来销售和使用的只有南方测绘仪器公司。
由于各方面的原因，其产品质量目前还不是很好，还不能与日本和欧洲的产品相提并论，但她毕竟是我们国家自己的产品，起步比较晚，发展也仅有几年时间，技术上尚需要一段磨合期，而且其产品外观和质量在今年的下半年将会有很大的改进，到时在价格上优势将可以在市场上和外国的产品较量一下，相信经过各方面的改进,我国的全站仪产品将来也可以象棱镜、水准仪、测距仪、电子经纬仪和GPS等产品一样将外国同类产品赶出中国市场，甚至可以在国际市场上争个一席之地。
到那时候，我们测绘仪器国产化的愿望也将得到实现。
第三节现在存在的问题
现在我国测距仪的生产技术已达到世界水平，测距仪在在国内的市场中已占绝对优势（达95%以上），电子经纬仪现在南方最新的ET-10（10"
）和ET-20（20"
）技术也已经比较成熟，并且已经有批量出口国外。
而全站仪现在的主要问题是光电串扰（光路单独测试没问题，电路单独测试也没问题，但是光路电路组合起来却发生相互影响干扰）、加工工艺（分别在轴系上国内达
，国际的达到
和度盘上）和仪器补偿系统。
这几个技术问题解决了，相信我们国家的全站仪生产水平将会有一个很大的提高。
第三章全站仪的原理
全站仪的测角和测距原理与电子经纬仪和测距仪的原理基本相同，只是结构不同，全站仪是将它们两者结合到一起。
下面将简单介绍一下全站仪的光学结构和电路的组成部分。
第一节全站仪的光学原理
全站仪光路系统原理见下图。
全站仪的望远镜担当了角度测量及测距仪光学部分的双重任务。
由物镜、分光棱镜、聚光棱镜、目镜等组成的望远镜，可见光可以自由通过，完成角度测量的瞄准工作。
由物镜、分光棱镜组成测距仪光路，红外发光二极管（LED）发出的红外光可自由通过，完成距离测量。
其内光路有光纤将发光二极管及接收管连接起来，通过闸门的转换可使发光二极管发出的红外光分别通过内光路光纤或外光路到达接收二极管。
第二节电气部分原理
全站仪电气部分由两部分组成，一部分是由光栅度盘或编码度盘、光电测角仪器、放大、计数、显示、逻辑电路等组成的测角部分；
另一部分是由发光二极管、接收管、电子电路组成的距离测量部分，二者之间用串行通讯来连接成一个整体，从而完成电子经纬仪及测距仪的全部功能，由于其整体结构的变化，又使全站仪较之电子经纬仪与测距仪组合使用更方便、效率更高、功能更强。
第四章全站仪的比较和差距
第一节品牌之比
要进行对全站仪的分析比较，首先要对其厂家进行分析研究。
究厂家有好几家：
如徕卡、蔡司、拓普康、索佳、宾得、尼康、南方等几家。
现分别对其进行介绍：
徕卡：
瑞士徕卡（Leica）集团公司是世界上最大的测绘仪器及测量系统的生产厂。
她在1990年由WILD（1921年创建）厂、西德的Leitz、瑞士克恩（Kern）及英国的Cambridge合并而成的集团公司。
数十年来在全球范围内一直执测绘仪器设计与制造之牛耳。
徕卡仪器誉满全球的今天是建立在她历史悠久、品质优良的基础上的。
她还不断创新，推动测绘仪器革命的潮流，现在已拓展到卫星测量技术、数字影像处理、信息科学等领域，包括已专门的设备来进行野外数据采集到利用地图信息系统的智能软件以处理数据。
并在1987年获得ISO-9001质量证书。
以前的WILD是每个测量单位得以自豪的，也是测绘实力的象征，可见其产品的质量。
蔡司：
蔡司公司是德国一家历史悠久的世界著名光学仪器制造厂。
1846年机械师卡尔·
蔡司在德国东部小城揶那开办了一家制造显微镜的工厂。
从此，这家小厂成了世界著名蔡司产品的发祥地。
经过一百多年的发展，蔡司产品凭着自己的丰富品种和优良的品质享誉世界，Zeiss也已经成为世界著名商标。
现在，蔡司的主要产品是光学显微镜、显微光度计、定量图象分析仪、电子显微镜、医用眼科及显微外科手术仪器、大地测量仪器、航空摄影仪器、三维坐标测量器械、精密电子天平及过滤系统等。
目前，蔡司集团拥有17000名雇员，全球年销售额超过14亿美元。
拓普康：
是日本拓普康株式会社（有限公司）是世界著名的光学工业公司之一，自1932年诞生以来，经过60余年的发展，形成了以光学、电子技术为核心，以光、机、电一体化设备为特色的光学先驱产业公司。
1960年拓普康与东芝公司联合，用自己固有的光学机械设计制造的优势，配以东芝公司强大的电子技术后盾，生产了一系列先进的测量、医疗及工业用仪器。
目前，拓普康公司已在全世界设有17家子公司，1994年获得国际最高质量标准ISO9001的认证。
几十年来，拓普康的产品不断更新换代，在测量方面已形成了完整的GTS全站仪系列，DM测距仪系列，DT电子经纬仪系列，TG光学经纬仪系列，AT自动安平水准仪系列，RL激光扫平仪，航空摄影测量仪器及GPS卫星定位系统。
现在与北光合作生产测量仪器了。
索佳：
日本索佳株式会社（有限公司）是当今世界闻名的现代化测量仪器公司，其前身为“测机舍”，创建于1920年4月，是日本国内历史上最长、规模最大、高度专业化的测量仪器公司。
索佳自创建79年来，紧跟时代步伐、专心致志于测量仪器的研制与开发。
1970年以来索佳积极将现代电子技术全面引入测量仪器中，生产出电子化、智能化、系统化测绘仪器产品，现在已发展成一个综合性仪器生产厂商。
1992年将“测机舍”更名为“索佳”，并全面通过了ISO9001国际质量认证。
索佳以精湛的技术、精密的工艺、精巧的造型及良好的售后服务深得用户的信赖。
宾得：
宾得全称是旭精密株式会社，是日本东京Asahi光学公司的下属公司，其公司是1933年成立的，当时名富士制作所。
1949年易名为富士测量机制株式会社，牌号为富士牌。
1979年更名为旭精密株式会社，并于1994年12月荣获国际标准化ISO-9001及日本标准化JISZ-9901的质量认证书。
其公司主要生产PENTAX测量仪器主要系列为：
PTS电子全站仪系列，如PTS-Ⅲ05、PTS-Ⅳ10、PTS-Ⅱ20F、PCS-215/225、PCS-315/325等；
PX半站仪系列，如PX-06D、PX-10D等；
MD测距仪系列，如MD-14、MD-20等；
ETH电子经纬仪系列，如ETH-10D、ETH-20F等；
TH光学经纬仪系列，如TH-01W、TH-06D、TH-20D等；
AL自动安平水准仪系列，如AL-M2、AL-M5C、AL-6B等。
宾得的测量仪器性能优越，精致耐用。
尼康：
尼康公司是世界上生产测量与建筑仪器的重要厂家。
公司可提供全站仪、数据采集仪、经纬仪、电子测距仪、水准仪以及各种专业测绘软件和器材。
公司所有仪器都具有尼康著名的特点：
独特的光学系统、简便易用、具有显示功能以及适合于恶劣环境中工作等。
近年尼康公司生产出了“外业站700”，它也是世界上第一个将一流的全站仪、个人计算机和综合软件合为一个精密的袖珍系统。
这个系统使得在任何时间、任何地点将外业数据变成内业成果成为可能。
公司另一种产品是TOPGun全站仪，这种仪器可以实现快速、精确、方便可靠的测量。
使用AccaTrack测量模式，TOPGun能够在一秒之内完成测量。
单块机载可充电池能够完成2500次标准距离及角度测量。
普通型NE-20S数字经纬仪以及DS-30数字水准传感器等都是尼康公司的新产品。
南方：
南方公司是目前全国最大的测绘仪器专业公司。
与全国数个分支机构形成集团公司，集科、工、贸于一体。
南方测绘仪器公司创立于1989年，创业时仅有两个人、15万元、半间房，经过十年的发展，如今已有五个厂（武汉的棱镜、常州的测距仪、北京的电子经纬仪、常州的全站仪、常州的附件），十五个分公司、软件开发部、GPS部，年销售额已过亿元。
南方测绘仪器公司大力推广测绘仪器国产化，为我国测绘仪器制造业作出了贡献。
公司生产的D3000和D2000系列红外测距仪是进口产品的替代品。
其公司生产的ADS反射棱镜，已达国际先进水平，该系统设计合理，做工精良，外观美观，品种齐全，价格低廉，通用性好。
目前，南方公司已成为一个全国性的综合公司，虽然在规模、实力、销售额上同许多国外同行相比仍然有较大的差距，但是在全国测绘同行当中是首屈一指的。
捷创力：
瑞典捷创力是世界上第一家生产光电测距仪的厂商，曾是AGA集团的成员，当时用AGA作为产品的商标。
后来又是实力雄厚的S-P集团（即诺贝尔集团）的成，其商标名称改为Geodimeter。
现已被光谱精仪有限公司收购。
他们的各类产品可以看下表：
其中因为捷创力最近产品很少见，固没有列举，南方只有两种产品2"
的一种NTS-202和5"
的一种NTS-205。
第二节同类产品技术指标之比较
我们来看看各个各个仪器厂家的同类产品（两秒级）的全站仪的技术指标的比较，首先看下表：
从上表中横向比较可以看出国外的产品在技术指标上并没有大的区别，重量上最多相差1.5公斤，徕卡的补偿范围多一分，索佳的多一个轴的补偿，宾得的测程大一点（比一般的多1.2km），拓普康的电池工作时间长一点（达8小时）。
以上只是两秒的全站仪并且只是各拿一种型号来比较，其实他们在全站仪的差距已很小了，这一品牌有的功能另一品牌在另一个型号上也有（如拓普康的手把电池（时间达8小时）宾得的PTS-Ⅲ系列也是这样的），国内的仪器如南方NTS-202在测量距离的精度比国外的差一点是5+5，工作温度范围比国外产品小一点，重量重一点，在比较中我们可以看出我国产品与国外同类产品的差距，使得我们知道应该在各方面注意改进我们的产品。
但这些目前并不影响仪器的使用,电池工作时间比较短并且充电时间也比较长,但是只要使用期间晚上注意及时充电还是可以满足使用的要求的。
第三节软件在使用上的比较
我在写论文前试着使用了许多的全站仪（每种至少一台），又从许多测量人员那儿了解了一些情况，对于全站仪的软件得出一点体会：
徕卡的软件全是英文很难学，并且英文很多，但如果你英文好，学起来还是很容易的。
尼康的软件是捷创力提供的，仪器与软件的配置难免有不尽人意之处。
拓普康的软件比较好用，这一品牌的各种系列的全站仪的软件界面都差不多，很直观，但对内存文件的操作不是太理想。
宾得的软件也是很好的，设计很合理，就是其有的型号输入不太方便。
索佳以前的也不是很好，但是其最新的测量仪器SET2110软件操作我认为是很方便的，考虑也是很周到，最符合我国的测量人员的使用习惯，拓普康和索佳更是已经生产出了完全中文界面的全站仪，菜单显示非常的直观，操作很简单方便，这就更符合中国的测量人员的使用要求了。
南方的全站仪软件操作很简单方便，但功能不太多，还有待日后进一步开发和改进。
第四节其他方面的比较
上面已对各进口仪器的品牌、技术性能、软件操作指标进行了比较，现在我根据自己操作的体会和有关的一些仪器资料对各仪器的特点总结了一下,以供大家参考。
徕卡的两秒级全站仪仅仅重4.7公斤是同级中最轻的;
还可以用无反射棱镜测距（测程可达80M）;
可以用CCD器件装备的自动目标识别系统在整个视场内快速搜寻目标,然后精确瞄准完成工作,轻触换面键后,一起自动倒镜换面瞄准同一个目标测量；
可以自动跟踪目标；
还可进行遥控测量；
用户还可以选择开启红色激光束。
还有一个优点就是有使用提示，且度盘是绝对编码度盘为其高精度仪器的生产提供了条件。
索佳有可以由用户自定义界面的按键功能，能提高野外工作效率；
大屏幕液晶显示（达8行）；
数据的存入可由ATUO键把测量和记录同时进行；
倾斜补偿可为三轴补偿；
接收光线可以是一个圆周而不象其他的是半周，它也能用反射片测距（精度可达4+3）；
最重要得是索佳的镜头大小只是其他种类的一半，方便了测量瞄准。
索佳有预置1000个点数据的功能。
拓普康有可使用长达8小时的大电池，且其各种型号使用软件都差不多，只要学会了一个就全会了。
通过MS-DOS操作系统和数据管理系统合二为一，还可进行软件开发，功能的扩展。
也有电子气泡的液晶显示。
尼康的全站仪有光线导向，放样时很方便。
有其独特的光学系统，简便易用，具有显示功能以及适用于恶劣的环境中工作。
其95年的最新全站仪单块机载可充电电池已能够完成2500次标准距离及角度测量。
宾得有温度气压自动探测器；
并且是双速螺旋微动；
宾得PTS-V2是真正的2秒级仪器，它有度盘变换，操作中HELP也有图形表示的帮助；
而且其价格也是进口全站仪中最低的。
它的0SET（置零功能）要两次以减少误操作。
南方全站仪价格是最低的（只相当于其他进口全站仪的三分之一），其性能也是不错的。
因其功能不太多，操作也是很简单易学的，一用就会。
它的0SET（置零）要两次以减少误操作。
从其设计上看，日本的全站仪更符合我国的测量习惯，宾得具有自动大气压强和温度探测器。
索佳的最新型的SET2110有三轴补偿（见图），并且其显示器是大屏幕（8行液晶显示）。
现对五秒级的各类全站仪进行比较，其性能从其专项功能的多少、内存大小及返修率的比值等几项指标得到，见下表：
从以上的比较可知他们的差别并不是太明显，主要是内存的大小不同。
性能的稳定性，据南方的维修人员介绍，他们的返修率把人为的损坏除外基本上都差不多（1/30左右）。
而南方的相对要大一点。
第五章全站仪的专项功能简介
专项功能可以分为已下几个：
放样（坐标放样、角度放样、距离放样、偏心放样），测量（角度测量、距离测量、坐标测量、悬高测量、对边测量、偏心测量，后方交会、角度复测）。
利用对边测量，可以测出棱镜点到基准点的平距、垂距、斜距及倾斜百分比，此外的基准点为任选已知点。
（见图）
在坐标测量中，将仪器点设为原点，即可求出任意点坐标，如果输入仪器点坐标，那么，即使仪器点不作为原点也可以求出任意点坐标。
当目标不能放置棱镜时或遇有障碍，利用偏镜测量可间接测出目标点坐标。
在距离放样中，仪器可显示出棱镜点和放样点之间的差距，使距离放样更加简单。
利用等分距放样，可将设计距离作几等分，并顺序显示各等分点与实测点差值，来指导放定等分距，这一功能便于建筑方格网等放样工作。
利用悬高测量可以通过测量在一些诸如高压线、高架桥等高大目标下方设置的棱镜，间接确定被测的悬高目标（见图）
已知仪器点坐标和后视点坐标或已知仪器点坐标和后视方位角，即可进行三维坐标放样，需要时也可进行坐标变换。
后方交会是通过对两个已知点的测量来求出仪器点坐标，同时两个已知点的实测值和设计值、误差都将显示出来，它将使用投影改正。
利用支导线测量，可根据测站点和后视点的坐标或后视方位角，对前视点进行观测获得支导线点的三维坐标值，本测站点作为下一测站的后视点来记忆保存。
在诸如坐标放样、导线测量和后方交会等专项功能中，涉及一些比例或投影误差修正时将用到此投影改正程序。
可对与边长有关的测量结果进行投影改正包括投影到某一高程面和比例因子改正（见图）
面积测量可将顺序观测含测站点的多边形角点，实时获得多边形的面积。
复测功能：
对同一个水平角进行复测，并自动累加计算出角度的平均值。
第六章发展趋势
从现行的杂志和报纸以及其他有关资料分析，全站仪的发展趋势大概会有三个方向：
1.软件以测量原理来决定操作步骤（方便测量人员）。
2.遥控操作（加快测量时间）。
3.智能化到工业测量系统（实现测量自动化）。
现在的全站仪的软件在有些方面还是有缺陷的，有时使用默认值并不是好事，容易让测量人员忘记某一步的操作而使结果出错，应该对每一种测量的所有步骤都放在一个菜单里并按顺序排列，在测量过程当中应有提示（如要换度盘、二等几个测回等等）。
这样测量人员就
升级会员 