本論文首先從全站儀的發(fā)展簡(jiǎn)史和現(xiàn)狀進(jìn)行分析研究，接著從全站儀的原理入手， 對(duì)全站儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析比較，再接著就是主要部分對(duì)各種全站儀的技術(shù)指標(biāo)性能等進(jìn) 行比較，最后是論文的結(jié)論。 

隨著時(shí)代的進(jìn)步，各個(gè)領(lǐng)域?qū)x器的需求也越來(lái)越明顯，對(duì)其精度的要求也越來(lái)越高， 很多工程客戶(hù)注重儀器的性?xún)r(jià)比。中國(guó)的測(cè)繪儀器產(chǎn)家也不斷崛起，但與國(guó)外的相比，顯然 在技術(shù)上比不過(guò)人家。 本論文通過(guò)對(duì)儀器的發(fā)展現(xiàn)狀和原理等出發(fā)，通過(guò)國(guó)內(nèi)外全站儀的對(duì)比，突出進(jìn)口和國(guó) 產(chǎn)全站儀的優(yōu)劣之處，從而更好的利用它們?yōu)槲覈?guó)的測(cè)繪事業(yè)服務(wù)。這對(duì)各個(gè)測(cè)量單位提高 經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)的合理性都具有相當(dāng)重要的意義。對(duì)工作和生產(chǎn)人員說(shuō)，了解儀器的種類(lèi)、 價(jià)格、使用方法、性能穩(wěn)定性以及各類(lèi)儀器自身的優(yōu)缺點(diǎn)，為以后的儀器的選擇和使用提供 有益的參考。學(xué)術(shù)研究方面：了解世界上全站儀的廠(chǎng)家的情況及全站儀生產(chǎn)的發(fā)展歷程，并 及時(shí)了解世界儀器技術(shù)發(fā)展新動(dòng)向，從中確定攻關(guān)研究項(xiàng)目，為我國(guó)的測(cè)繪儀器事業(yè)作出貢 獻(xiàn)。對(duì)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠(chǎng)家講，了解我國(guó)儀器產(chǎn)品與世界先進(jìn)儀器產(chǎn)品的差距，學(xué)習(xí)外國(guó)先進(jìn)的技 術(shù)，改進(jìn)和提高國(guó)內(nèi)儀器生產(chǎn)的技術(shù)水平，改良自身的儀器產(chǎn)品的質(zhì)量，從而使我們產(chǎn)品的 技術(shù)水平不斷地得到提高。

1 全站儀的發(fā)展簡(jiǎn)史和現(xiàn)狀 1.1 全站儀的發(fā)展簡(jiǎn)史 全站儀的產(chǎn)生和發(fā)展與十八世紀(jì)的光學(xué)經(jīng)緯儀的誕生，本世紀(jì)六七十年代的電子經(jīng)緯儀 的發(fā)展和測(cè)距儀的推動(dòng)及七八十年代電子技術(shù)的飛速發(fā)展密切相關(guān)。測(cè)繪儀器總的發(fā)展過(guò)程 是從光學(xué)經(jīng)緯儀到電子經(jīng)緯儀到速測(cè)全站儀再到半站儀，接下來(lái)才產(chǎn)生了全站儀。全站儀又 經(jīng)歷了從普通型全站儀、功能型全站儀、磁卡型全站儀再到內(nèi)存型全站儀的發(fā)展過(guò)程[1]。 1.2 全站儀的現(xiàn)狀 現(xiàn)在全球只剩下瑞士徠卡和日本的賓得還有中國(guó)的南方三鼎等少數(shù)幾個(gè)廠(chǎng)家還在生產(chǎn)全 站儀了。而以測(cè)量?jī)x器為主要產(chǎn)品的廠(chǎng)家就只有徠卡、索佳、南方和北京三鼎幾家。以全站 儀為主要產(chǎn)品的廠(chǎng)家更是只有索佳一家。歐洲的測(cè)繪儀器產(chǎn)業(yè)一般都以高質(zhì)量和高精度為其 首要追求目標(biāo)，價(jià)格上不理會(huì)客戶(hù)的接受能力，外形上也一直是我行我素。另一頭，日本的 企業(yè)用不太高的價(jià)格和高質(zhì)量來(lái)迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。中國(guó)的測(cè)量?jī)x器廠(chǎng)家生產(chǎn)全站儀的技術(shù)還相 當(dāng)落后和不成熟，目前我國(guó)全站儀的生產(chǎn)商僅有常州大地、南方、北京三鼎等幾家，而且能 夠真正當(dāng)做自己的產(chǎn)品來(lái)銷(xiāo)售和使用的只有南方測(cè)繪儀器公司。由于各方面的原因，南方的產(chǎn)品質(zhì)量目前還不是很好，還不能和日本與歐洲的產(chǎn)品相提并論。南方測(cè)繪儀器公司起步較 晚，發(fā)展只有幾年時(shí)間，技術(shù)上還需要一段磨合期。相信經(jīng)過(guò)各方面的改進(jìn)我國(guó)的全站儀產(chǎn) 品儀的光學(xué)原理。

2 全站儀的原理 2.1 全站儀的光學(xué)原理 全站儀的望遠(yuǎn)鏡擔(dān)當(dāng)了角度測(cè)量和測(cè)距儀光學(xué)部分的雙重任務(wù)。由物鏡、分光棱鏡、聚 光棱鏡、目鏡等組成的望遠(yuǎn)鏡，可見(jiàn)光可以自由通過(guò)，完成角度測(cè)量的瞄準(zhǔn)工作。由物鏡、 分光棱鏡組成測(cè)距儀光路，紅外發(fā)光二級(jí)管發(fā)出的紅外光可以自由通過(guò)，完成距離測(cè)量。其 內(nèi)光路由光纖將發(fā)光二級(jí)管及接收管連接起來(lái)，通過(guò)閘門(mén)的轉(zhuǎn)換可以使發(fā)光二級(jí)管發(fā)出的紅 外光分別通過(guò)內(nèi)光路光纖或外光路光纖到達(dá)接受二極管[2]。 2.2 電氣部分原理 全站儀的電氣部分由兩部分組成，一部分是由光柵度盤(pán)或編碼度盤(pán)、光電測(cè)角儀、放大、 計(jì)數(shù)、顯示、邏輯電路等組成的測(cè)角部分；另一部分是由發(fā)光二級(jí)管、接收管、電子電路組 成的距離測(cè)量部分；二者之間通過(guò)串行通訊來(lái)連接成一個(gè)整體，從而完成電子經(jīng)緯儀和測(cè)距 儀的全部功能，由于其整體結(jié)構(gòu)的變化，又使全站儀較之電子經(jīng)緯儀和測(cè)距儀組合使用更方 便，效率更高，功能更強(qiáng)[3]。

3 進(jìn)口全站儀和國(guó)產(chǎn)全站儀的比較 3.1 品牌之比 對(duì)全站儀進(jìn)行比較，首先要它的廠(chǎng)家進(jìn)行分析研究。廠(chǎng)家有:徠卡、賓得等國(guó)外廠(chǎng)家和中 國(guó)的南方三鼎?，F(xiàn)在依次對(duì)其進(jìn)行介紹。 3.1.1 徠 卡： 瑞士徠卡集團(tuán)公司是世界上最大的測(cè)繪儀器及測(cè)量系統(tǒng)的生產(chǎn)廠(chǎng)。 她在 1990年由 WILD（1921 年創(chuàng)建）廠(chǎng)、西德的 Leitz、瑞士克恩（Kern）及英國(guó)的 Cambridge 合并而 成的集團(tuán)公司。它在在 1987 年獲得 ISO-9001 質(zhì)量證書(shū)。 3.1.2 賓 得：賓得全稱(chēng)是旭精密株式會(huì)社，是日本東京 Asahi 光學(xué)公司的下屬公司，其公司是 1933 年成立的，當(dāng)時(shí)名富士制作所。1949 年易名為富士測(cè)量機(jī)制株式會(huì)社，牌號(hào)為富 士牌。于 1994 年 12 月榮獲國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化 ISO-9001 及日本標(biāo)準(zhǔn)化 JISZ-9901 的質(zhì)量認(rèn)證書(shū)。賓 得的測(cè)量?jī)x器性能優(yōu)越，精致耐用。 3.1.3 南 方：南方公司是目前全國(guó)最大的測(cè)繪儀器專(zhuān)業(yè)公司。與全國(guó)數(shù)個(gè)分支機(jī)構(gòu)形成集團(tuán)公司，集科、工、貿(mào)于一體。南方測(cè)繪儀器公司創(chuàng)立于 1989 年，創(chuàng)業(yè)時(shí)僅有兩個(gè)人、15 萬(wàn)元、半間房，經(jīng)過(guò)十年的發(fā)展，如今已有五個(gè)廠(chǎng)（武漢的棱鏡、常州的測(cè)距儀、北京的電 子經(jīng)緯儀、常州的全站儀、常州的附件） ，十五個(gè)分公司、軟件開(kāi)發(fā)部、GPS 部，年銷(xiāo)售額已 過(guò)億元。目前，南方公司已成為一個(gè)全國(guó)性的綜合公司，雖然在規(guī)模、實(shí)力、銷(xiāo)售額上同許多國(guó)外同行相比仍然有較大的差距，但是在全國(guó)測(cè)繪同行當(dāng)中是首屈一指的。 3.1.4 北京三鼎：2010 年 10 月，三鼎第 10 萬(wàn)臺(tái)全站儀在眾多媒體的見(jiàn)證下在北京三鼎光電工廠(chǎng)下線(xiàn)。北京三鼎光電儀器有限公司年產(chǎn)電子經(jīng)緯儀 2.5 萬(wàn)臺(tái)，全站儀 2.5 萬(wàn)臺(tái)，一共 5 萬(wàn)臺(tái)儀器，創(chuàng)造了中國(guó)測(cè)繪儀器制造的奇跡。三鼎公司成立于 1994 年，當(dāng)時(shí)只有八個(gè)人組 建。如今，三鼎工廠(chǎng)建筑面積超過(guò) 1 萬(wàn)平方米，是全球最大的電子經(jīng)緯儀和全站儀工廠(chǎng)之一， 共 4 個(gè)品牌 50 多個(gè)品種，占國(guó)內(nèi)市場(chǎng) 60%以上的份額，出口世界 100 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，產(chǎn)品 技術(shù)和研發(fā)實(shí)力在國(guó)內(nèi)遙遙領(lǐng)先[4]。 3.2 國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口的同類(lèi)產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)之比較 指標(biāo) 儀器型號(hào) 測(cè)角精度 幾軸補(bǔ)償 自動(dòng)補(bǔ)償 范圍 測(cè)程（單 鏡） 精度 （mm） 連續(xù)工作 時(shí)間 徠卡 TS02 2" 雙 4' 賓得 R-422N 2" 三 3' 南方 NTS202 2" 雙 3' 三鼎 STS752R 2" 雙 3'
2.5 1.5+2 10h
450M 2+2 8h
1.8 5+5 6.5h
5.0 2+2 8h
從上表中橫向比較可以看出，徠卡的補(bǔ)償范圍多一分，賓得的多一個(gè)軸的補(bǔ)償，三鼎的 測(cè)程要大一點(diǎn)，徠卡的工作時(shí)間長(zhǎng)一點(diǎn)，可達(dá)十小時(shí)。表中所列只是兩秒級(jí)全站儀，而且型 號(hào)來(lái)進(jìn)行比較，其實(shí)他們?cè)谌緝x的差距已經(jīng)很小了。國(guó)內(nèi)的儀器如南方 NTS—202 測(cè)量距離 的精度比國(guó)外的差一點(diǎn)，是 5+5，三鼎的就和國(guó)外的一樣是 2+2。從此我們可以看出我國(guó)產(chǎn)品 與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的差距。但是這些目前并不影響儀器的使用，電池工作時(shí)間比較短并且充電 時(shí)間比較長(zhǎng)，但是只要在使用期間晚上休息時(shí)間注意及時(shí)充電還是可以滿(mǎn)足使用要求的。
3.3 操作使用上的比較 現(xiàn)在我根據(jù)自己操作的體會(huì)和有關(guān)的一些儀器資料做一個(gè)小總結(jié)，以更好的比較進(jìn)口產(chǎn) 品及國(guó)產(chǎn)全站儀的操作使用特點(diǎn) 3.3.1 徠卡的軟件是英文，而且很多，但如果有一定的英文基礎(chǔ)學(xué)起來(lái)還是很容易的。徠卡 的兩秒級(jí)全站儀僅重 4.7 公斤，是同級(jí)產(chǎn)品中最輕的，它可以用反射棱鏡測(cè)距，而且測(cè)程可 達(dá)八十米，可以用 CCD 器件裝備的自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)在視場(chǎng)內(nèi)快速搜尋目標(biāo)，然后精確瞄準(zhǔn) 完成工作。輕觸換面鍵，儀器自動(dòng)倒鏡換面瞄準(zhǔn)同一個(gè)目標(biāo)測(cè)量?？梢宰远ǜ櫮繕?biāo)?？梢? 進(jìn)行遙控測(cè)量，也有紅色激光束。徠卡的全站儀還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是有使用提示，其度盤(pán)是絕 對(duì)編碼度盤(pán)為其高精度儀器的生產(chǎn)提供了條件[5]。 3.3.2 賓得的軟件也是很好的，設(shè)計(jì)合理只是有的型號(hào)輸入不太方便。賓得有溫度氣壓自動(dòng) 探測(cè)器，且是雙速螺旋微動(dòng)。賓得 R-422N 是真正的二秒級(jí)儀器，它有度盤(pán)變換操作中 HELP 也有圖形表示的幫助。其價(jià)格也是進(jìn)口全站儀中最低的。 3.3.3 南方的全站儀軟件操作很簡(jiǎn)單方便，但是功能不多，有待日后進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和改進(jìn)，但 是正因?yàn)樗墓δ懿惶?，操作也是?jiǎn)單易學(xué)的，一用就會(huì)。 3.3.4 三鼎的全站儀操作上徠卡的一樣，軟件全部是仿徠卡軟件。但由于是國(guó)產(chǎn)儀器，小問(wèn) 題比較多，有待改進(jìn)。三鼎在全站儀中，是性?xún)r(jià)比最高的一款儀器。

4 結(jié)論 4.1 從技術(shù)指標(biāo)看，徠卡儀器的精度是相當(dāng)高的，儀器的質(zhì)量也是相當(dāng)好的，性能也是相當(dāng) 穩(wěn)定的。但其價(jià)格相當(dāng)高，經(jīng)濟(jì)效益好的并且對(duì)精度要求很高的測(cè)量單位可以考慮。 4.2 從其設(shè)計(jì)上看，無(wú)論是軟件還是外型設(shè)計(jì)，日本的全站儀都更符合我國(guó)的測(cè)量習(xí)慣，操 作直觀(guān)簡(jiǎn)便，外型輕巧靈活，這些都是歐洲全站儀的笨重、外型的粗糙和操作的繁瑣不能相 提并論的。 4.3.從品牌的角度看，徠卡是全球公認(rèn)的測(cè)繪儀器。而賓得、尼康等名聲沒(méi)有那么大，但其 質(zhì)量也是相當(dāng)好的。國(guó)產(chǎn)中崛起的就是三鼎，在不斷的占領(lǐng)市場(chǎng)。 4.4 從其功能上比較，除了對(duì)高精度的如工業(yè)系統(tǒng)或航空領(lǐng)域中用徠卡外，其它的都是大同 小異，處與相互競(jìng)爭(zhēng)階段，誰(shuí)不前進(jìn)就被淘汰。 4.5 從學(xué)習(xí)的難易程度講，賓得的比較好用，易學(xué)易用，且比較便宜，但是功能沒(méi)有徠卡的 全，但對(duì)大部分的測(cè)量單位夠了。 4.6．從總體上來(lái)說(shuō)，中國(guó)的全站儀生產(chǎn)無(wú)論從產(chǎn)量、品種、技術(shù)水平和儀器的性能等方面， 都與國(guó)外的同類(lèi)先進(jìn)產(chǎn)品有著相當(dāng)大的差距，仍需國(guó)人在這方面作很大的努力，才能使我國(guó) 的生產(chǎn)水平迎頭趕上，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪儀器的國(guó)產(chǎn)化。