測(cè)繪是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、空間科學(xué)、信息科學(xué)為基礎(chǔ)，以全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)為技術(shù)核心，將地面已有的特征點(diǎn)和界線通過(guò)測(cè)量手段獲得反映地面現(xiàn)狀的圖形和位子信息，供工程建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和行政管理之用。

    一、測(cè)繪儀器的種類(lèi)及其應(yīng)用

    （一）電子經(jīng)緯儀

    60年代以來(lái)，隨著近代光學(xué)、電子學(xué)的發(fā)展，使角度測(cè)量向自動(dòng)化記錄方向改進(jìn)有了技術(shù)基礎(chǔ)，從而出現(xiàn)了電子經(jīng)緯儀等自動(dòng)化測(cè)角儀器。電子經(jīng)緯儀在結(jié)構(gòu)及外現(xiàn)上和光學(xué)經(jīng)緯儀相類(lèi)似，主要不同點(diǎn)在于讀數(shù)系統(tǒng)，它采用光電掃描和電子元件進(jìn)行自動(dòng)讀數(shù)和液晶顯示。電子測(cè)角雖然仍舊是采用度盤(pán)來(lái)進(jìn)行，但不是按度盤(pán)上的刻劃，用光學(xué)續(xù)數(shù)法讀取角度值，而是以度盤(pán)上取得電信號(hào)，再將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成角度值。

    電子測(cè)角的度盤(pán)主要有編碼度盤(pán)、光柵度盤(pán)和動(dòng)態(tài)測(cè)角度盤(pán)三種形式。因此，電子測(cè)角也就有編碼度盤(pán)測(cè)角，光柵度盤(pán)測(cè)角和編碼度盤(pán)結(jié)合測(cè)角，以及動(dòng)態(tài)測(cè)角等四種形式。如瑞士克恩(KERN)廠的E1型和E2型電子經(jīng)緯儀采用光柵度盤(pán)，德國(guó)OPTONJ于1978年生產(chǎn)的Elta-2型電子速測(cè)儀，采用的是編碼度盤(pán)，而現(xiàn)在主流速測(cè)儀的測(cè)角系統(tǒng)大多用的是動(dòng)態(tài)測(cè)角系統(tǒng)，測(cè)角精度可達(dá)在0.5″。從90年代起，國(guó)內(nèi)廠家如北京光學(xué)儀器廠、南方測(cè)繪儀器公司生產(chǎn)的電子經(jīng)緯儀測(cè)角精度均在在5″左右。

    （二）電磁波測(cè)距儀

    隨著各種新穎光源(激光、紅外光等)的相繼出現(xiàn)，物理測(cè)距技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展，出現(xiàn)了以激光、紅外光和其它光源為載波的光波測(cè)距儀和以微波為載波的微波測(cè)距儀，通稱(chēng)為電磁波測(cè)距儀。

    電磁波測(cè)距儀的出現(xiàn)，是測(cè)距方法的革命，從而開(kāi)創(chuàng)了距離測(cè)量的新紀(jì)元。與傳統(tǒng)的鋼尺或基線尺的量距相比，它具有精度高、作業(yè)迅速，受氣候、地形影響小等優(yōu)點(diǎn)。電磁波測(cè)距儀的發(fā)展很快，世界上第一臺(tái)測(cè)距儀于1947年由瑞典AGA公司制成，該廠生產(chǎn)的AGA-8激光測(cè)距儀一般被認(rèn)為是第一代測(cè)距儀的代表。這類(lèi)儀器的測(cè)程一般為20-60km。由南非1954年開(kāi)始研制，1957年正式生產(chǎn)的微波測(cè)距儀，也屬于第一代電磁波測(cè)距儀，在良好的條件下，其測(cè)程可達(dá)66-80km。

    第一代測(cè)距儀雖然測(cè)長(zhǎng)邊比較精確，但體積大、笨重且造價(jià)昂貴。20世紀(jì)60年代中期，電子產(chǎn)品的小型化和小型發(fā)光二極管的研制成功，為第二代測(cè)距儀的設(shè)計(jì)提供了條件。第二代測(cè)距儀是一種小型、輕便的儀器，而且耗電少，操作簡(jiǎn)便，但測(cè)程較短，一般為0.5-5km，測(cè)距的中誤差為正負(fù)2-10mm+0。5-5ppm。相干激光引入光波測(cè)距儀后，就產(chǎn)生了第三代測(cè)距儀。這類(lèi)儀器十分輕便，耗電少、讀數(shù)方便，測(cè)程為5m-60km，精度高達(dá)正負(fù)5mm+1ppm。

    目前，測(cè)距儀正在向小型、自動(dòng)、多功能的方向發(fā)展。將測(cè)距儀通過(guò)接合器，安裝在光學(xué)經(jīng)緯儀或電子經(jīng)緯儀的望遠(yuǎn)鏡支架上，以形成組合型儀器，是半全站型記錄或電子速測(cè)儀的發(fā)展開(kāi)端。從80年代起，我國(guó)科研單位舉行了聯(lián)合公關(guān)，在80年代中期，已研制出了第一臺(tái)電磁波測(cè)距儀，但由于國(guó)內(nèi)的電子材料的質(zhì)量等問(wèn)題，始終未能投入生產(chǎn)。80年代后期，北京光學(xué)儀器廠與德國(guó)AGA公司合作，組裝生產(chǎn)了AGA-112、AGA-114等型號(hào)的測(cè)距儀，在90年代初常州第二無(wú)線電廠推出了大地系列的測(cè)距儀，標(biāo)稱(chēng)精度在5mm+5ppm。

    （三）全站儀

    全站型電子速測(cè)儀是一種集測(cè)角，測(cè)距、計(jì)算記錄于一體的新型測(cè)量?jī)x器。它不是簡(jiǎn)單的測(cè)距儀與電子經(jīng)緯儀的集成，而是在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中安裝了一個(gè)集成度很高的帶有固體存貯器的計(jì)算器，對(duì)觀測(cè)的結(jié)果進(jìn)行處理，進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算，存貯和交換，在實(shí)際應(yīng)用中，只要將各種固定參數(shù)(如測(cè)站坐標(biāo)、儀器高、儀器照準(zhǔn)差，指標(biāo)差、棱鏡參數(shù)、氣溫、氣壓等)預(yù)先置入儀器，然后照準(zhǔn)目標(biāo)上的反射鏡，啟動(dòng)儀器，就可獲得水平角、水平距或目標(biāo)的X、Y、Z坐標(biāo)，且這些觀測(cè)值都已經(jīng)過(guò)多項(xiàng)改正，并顯示在儀器的顯示屏上，記錄在隨機(jī)的存貯器或外置的電子手簿當(dāng)中，并利用隨機(jī)的軟件進(jìn)行預(yù)處理，內(nèi)業(yè)時(shí)直接傳輸?shù)絇C(個(gè)人電腦)中，使整個(gè)流程自動(dòng)化，大大提高了作業(yè)的精度和效率。

    自60年代德國(guó)生產(chǎn)出第一臺(tái)電子速測(cè)儀以來(lái)，電子速測(cè)儀有了飛速的發(fā)展。特別是在中央處理單元(CPU)，內(nèi)置軟件和通迅上有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并且出現(xiàn)了所謂“測(cè)量機(jī)器人”，即單人電子速測(cè)儀，它能夠自動(dòng)跟蹤反射器，進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，如早些時(shí)候Geotrohcs公司推出的Geodmeter400和最新型的蔡司馬達(dá)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)跟蹤全站儀EltaS系列的儀器。從90年代起，國(guó)內(nèi)南方測(cè)繪儀器公司開(kāi)始生產(chǎn)的電子經(jīng)緯儀測(cè)角精度均在在5″左右。

    （四）電子水準(zhǔn)儀

    隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，幾十年來(lái)人們探求的精密水準(zhǔn)測(cè)量自動(dòng)化，在90年代初有了突破。自1990年徠卡公司第一臺(tái)數(shù)字電子水準(zhǔn)儀問(wèn)世，徠卡公司和蔡司公司相繼成功地將數(shù)字電子水準(zhǔn)儀推向市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了水準(zhǔn)標(biāo)尺的精密照準(zhǔn)，標(biāo)尺分劃讀數(shù)和視距的讀取、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和處理等數(shù)據(jù)采集的自動(dòng)化，從而減輕了水準(zhǔn)測(cè)量的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了測(cè)量和成果質(zhì)量。目前的主流產(chǎn)品有徠卡的NA2002、NA3003，蔡司DiNi20、DiNi10，拓普康的DL-101、DL-102等數(shù)字電子水準(zhǔn)儀，它們的光學(xué)系統(tǒng)都采用了光學(xué)自平水準(zhǔn)儀的基本形式，具有典型的交叉吊帶補(bǔ)償器，也可以象光學(xué)水準(zhǔn)儀一樣使用。

    標(biāo)尺采用條碼分劃，代替人們眼睛的是光電二極管陣列。在水準(zhǔn)測(cè)量中，條碼的像通過(guò)一個(gè)分光器，將光線分成兩束，一束轉(zhuǎn)射到傳感光電二極管陣列上，另一束轉(zhuǎn)射到觀測(cè)鏡上。信號(hào)的分析和處理采用了相關(guān)方法，將存貯在儀器內(nèi)的基準(zhǔn)碼與傳感器陣列的圖象信號(hào)進(jìn)行比較，儀器與標(biāo)尺之間的高差即是標(biāo)尺條碼象的位移量和因儀器一標(biāo)尺間距離而產(chǎn)生的條碼象的大小的相關(guān)函數(shù)。將儀器的調(diào)焦透鏡位置參數(shù)作為相關(guān)搜索的初始值，求出最佳相關(guān)，即可求出高差。電子水準(zhǔn)儀自動(dòng)記錄，重量輕，大大降低了觀測(cè)員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力，提高了觀測(cè)速度。

    在光電測(cè)量?jī)x器蓬勃發(fā)展的今天，除了大量出現(xiàn)的種類(lèi)繁多的測(cè)距儀，全站儀等以外，還出現(xiàn)了諸如激光經(jīng)緯儀、激光準(zhǔn)直儀、激光水準(zhǔn)儀等光電測(cè)量?jī)x器。

    二、我國(guó)測(cè)繪儀器業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　　中研普華行業(yè)專(zhuān)家吳浩表示，大到GPS測(cè)量車(chē)，小到配套產(chǎn)品乃至校正水準(zhǔn)用的小氣泡，產(chǎn)業(yè)鏈上的產(chǎn)品可謂應(yīng)有盡有，且附件類(lèi)產(chǎn)品都是由我國(guó)產(chǎn)品占主導(dǎo)。

　?。ㄒ唬y(cè)繪儀器業(yè)產(chǎn)品體系

　　在光電測(cè)量?jī)x器蓬勃發(fā)展的今天，除了種類(lèi)繁多的傳統(tǒng)光學(xué)儀器和迅猛發(fā)展的電子儀器外，還包括激光經(jīng)緯儀、激光水準(zhǔn)儀、激光全站儀等光電測(cè)量?jī)x器。

　　中研普華行業(yè)專(zhuān)家吳浩表示，測(cè)繪儀器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。以高鐵軌道測(cè)量為例，高速鐵路對(duì)軌道平順度要求非常高，對(duì)鋼軌之間的縫隙、軌道鋪設(shè)的水平度等都有著嚴(yán)格的標(biāo)定。因此，在高速鐵軌鋪設(shè)完后，就要用高速軌道測(cè)量?jī)x來(lái)檢驗(yàn)和把關(guān)。隨著我國(guó)高鐵建設(shè)進(jìn)程的加快，高鐵軌道測(cè)量?jī)x也發(fā)揮著重要作用。

　　近年來(lái)，我國(guó)測(cè)繪儀器產(chǎn)業(yè)成熟度越來(lái)越高，逐漸打破了測(cè)繪儀器長(zhǎng)期被國(guó)外公司壟斷的局面。以前，我國(guó)的測(cè)量?jī)x器設(shè)備都是以進(jìn)口為主。1995年，以南方測(cè)繪為代表的自主品牌生產(chǎn)出了我國(guó)第一臺(tái)電子全站儀，由此打開(kāi)了國(guó)產(chǎn)測(cè)量?jī)x器追趕世界先進(jìn)水平的序幕。10多年來(lái)，國(guó)產(chǎn)自主品牌依托價(jià)格優(yōu)勢(shì)、靈活的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)手段及本土優(yōu)勢(shì)，逐漸從低端電子測(cè)繪產(chǎn)品向中端市場(chǎng)滲透。南方全站儀產(chǎn)量從2003年的3000臺(tái)增長(zhǎng)到目前的10萬(wàn)臺(tái)，一舉成為世界產(chǎn)量最大。起步較晚的蘇一光全站儀，也從1000臺(tái)發(fā)展到年產(chǎn)銷(xiāo)量達(dá)6000臺(tái)以上。

　　中研普華行業(yè)專(zhuān)家吳浩表示，從傳統(tǒng)光學(xué)到電子再到激光，我國(guó)水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀等測(cè)繪儀器得到迅猛發(fā)展，目前已經(jīng)成為世界測(cè)繪儀器的生產(chǎn)基地，測(cè)繪儀器實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。我國(guó)生產(chǎn)的中低端測(cè)繪儀器在國(guó)際上占有90％的市場(chǎng)份額，每年出口量達(dá)50萬(wàn)臺(tái)。從紅外到激光，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全系列產(chǎn)品的生產(chǎn)。

　　（二）測(cè)繪儀器業(yè)服務(wù)及競(jìng)爭(zhēng)

　　中研普華行業(yè)專(zhuān)家吳浩表示，隨著測(cè)繪儀器市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，自主品牌之間、自主品牌與進(jìn)口品牌之間的競(jìng)爭(zhēng)加劇，也使產(chǎn)品價(jià)格有了大幅下降。

　　競(jìng)爭(zhēng)在所難免，如何贏得更大的市場(chǎng)？國(guó)內(nèi)自主品牌的同一水平產(chǎn)品，其性能相差不多，因此，要贏得市場(chǎng)青睞，除增強(qiáng)產(chǎn)品自身品質(zhì)外，還要靠服務(wù)和產(chǎn)品細(xì)節(jié)優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)市場(chǎng)?！　∫鰪?qiáng)，就要?jiǎng)?chuàng)新，實(shí)現(xiàn)從低端向高端邁進(jìn)。而且，我國(guó)的測(cè)繪行業(yè)要做強(qiáng)，不是一家兩家就可以完成的，必須多家一起上，共同發(fā)展，才能使整個(gè)產(chǎn)業(yè)都強(qiáng)大起來(lái)。

　　中研普華行業(yè)專(zhuān)家吳浩表示，如今，根據(jù)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略和測(cè)繪發(fā)展的新思路，我國(guó)測(cè)繪業(yè)正面臨著難得的發(fā)展機(jī)遇和重大挑戰(zhàn)。目前，以高技術(shù)為特征的現(xiàn)代化測(cè)繪技術(shù)裝備正在逐步取代傳統(tǒng)測(cè)繪儀器，成為測(cè)繪儀器發(fā)展的主流。因此，測(cè)繪儀器國(guó)產(chǎn)自主品牌要在競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)展壯大，就要謀求產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新，走差異化之路。同時(shí)，實(shí)施走出去戰(zhàn)略，積極拓展海外市場(chǎng)，最終實(shí)現(xiàn)測(cè)繪儀器由大國(guó)到強(qiáng)國(guó)的跨越。

　?。ㄈy(cè)繪儀器業(yè)挑戰(zhàn)與機(jī)遇

　　在經(jīng)濟(jì)全球化趨勢(shì)下，我國(guó)測(cè)繪儀器企業(yè)已經(jīng)不可避免地加入到國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的行列。激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，在給我國(guó)民族工業(yè)帶來(lái)沖擊的同時(shí)，也帶來(lái)了巨大的發(fā)展機(jī)遇。

　　中研普華行業(yè)專(zhuān)家吳浩表示，世界著名測(cè)繪儀器制造廠商已把我國(guó)作為一個(gè)重要市場(chǎng)，紛紛來(lái)設(shè)廠。他們利用低廉的制造成本，以技術(shù)優(yōu)勢(shì)搶占市場(chǎng)。

　　在二十世紀(jì)，我國(guó)的測(cè)量?jī)x器設(shè)備是以進(jìn)口為主、國(guó)產(chǎn)為輔。特別是在電子技術(shù)和電腦芯片技術(shù)快速發(fā)展的推動(dòng)下，迅速發(fā)展出以電子全站儀為代表的新型測(cè)量?jī)x器。而我國(guó)在最初的15年，由于電子技術(shù)和芯片技術(shù)的發(fā)展滯后，只能以進(jìn)口方式得到最新的測(cè)量技術(shù)。

　　國(guó)際測(cè)繪技術(shù)從傳統(tǒng)技術(shù)向信息化技術(shù)轉(zhuǎn)變的速度越來(lái)越快，特別是精度越來(lái)越高的激光雷達(dá)、三維掃描、多功能測(cè)量系統(tǒng)、航攝小飛機(jī)，以及功能越來(lái)越強(qiáng)、實(shí)用性越來(lái)越好的后處理軟件開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。這些先進(jìn)測(cè)繪技術(shù)正在加速取代傳統(tǒng)的測(cè)量方式，給依靠生產(chǎn)和銷(xiāo)售傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器為主的企業(yè)帶來(lái)危機(jī)感。

　　中研普華行業(yè)專(zhuān)家吳浩表示，挑戰(zhàn)面前有機(jī)遇。正當(dāng)國(guó)外測(cè)繪儀器大行其道之時(shí)，國(guó)內(nèi)自主品牌可以借勢(shì)發(fā)力，在家門(mén)口近距離地接觸、吸收和運(yùn)用國(guó)際資本、先進(jìn)技能等，使我國(guó)測(cè)繪儀器從研制到生產(chǎn)，從銷(xiāo)售到服務(wù)都得到了成長(zhǎng)壯大。事實(shí)也證明，我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的測(cè)繪儀器已打破了進(jìn)口測(cè)繪儀器獨(dú)占市場(chǎng)的局面，實(shí)現(xiàn)了中低端測(cè)繪儀器國(guó)產(chǎn)化。

　　中研普華行業(yè)專(zhuān)家吳浩表示，國(guó)內(nèi)測(cè)繪儀器市場(chǎng)已逐漸與國(guó)際市場(chǎng)接軌，形成了你中有我、我中有你的格局。因此說(shuō)，競(jìng)爭(zhēng)可以推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動(dòng)測(cè)繪儀器的進(jìn)步，抓住機(jī)遇，夯實(shí)功夫，積極作為，就能實(shí)現(xiàn)跨越。