測繪是以計算機(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和界線通過測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)計和行政管理之用。

    一、測繪儀器的種類及其應(yīng)用

    （一）電子經(jīng)緯儀

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

    電子測角的度盤主要有編碼度盤、光柵度盤和動態(tài)測角度盤三種形式。因此，電子測角也就有編碼度盤測角，光柵度盤測角和編碼度盤結(jié)合測角，以及動態(tài)測角等四種形式。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，德國OPTONJ于1978年生產(chǎn)的Elta-2型電子速測儀，采用的是編碼度盤，而現(xiàn)在主流速測儀的測角系統(tǒng)大多用的是動態(tài)測角系統(tǒng)，測角精度可達(dá)在0.5″。從90年代起，國內(nèi)廠家如北京光學(xué)儀器廠、南方測繪儀器公司生產(chǎn)的電子經(jīng)緯儀測角精度均在在5″左右。

    （二）電磁波測距儀

    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距儀和以微波為載波的微波測距儀，通稱為電磁波測距儀。

    電磁波測距儀的出現(xiàn)，是測距方法的革命，從而開創(chuàng)了距離測量的新紀(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。電磁波測距儀的發(fā)展很快，世界上第一臺測距儀于1947年由瑞典AGA公司制成，該廠生產(chǎn)的AGA-8激光測距儀一般被認(rèn)為是第一代測距儀的代表。這類儀器的測程一般為20-60km。由南非1954年開始研制，1957年正式生產(chǎn)的微波測距儀，也屬于第一代電磁波測距儀，在良好的條件下，其測程可達(dá)66-80km。

    第一代測距儀雖然測長邊比較精確，但體積大、笨重且造價昂貴。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，為第二代測距儀的設(shè)計提供了條件。第二代測距儀是一種小型、輕便的儀器，而且耗電少，操作簡便，但測程較短，一般為0.5-5km，測距的中誤差為正負(fù)2-10mm+0。5-5ppm。相干激光引入光波測距儀后，就產(chǎn)生了第三代測距儀。這類儀器十分輕便，耗電少、讀數(shù)方便，測程為5m-60km，精度高達(dá)正負(fù)5mm+1ppm。

    目前，測距儀正在向小型、自動、多功能的方向發(fā)展。將測距儀通過接合器，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儀的發(fā)展開端。從80年代起，我國科研單位舉行了聯(lián)合公關(guān)，在80年代中期，已研制出了第一臺電磁波測距儀，但由于國內(nèi)的電子材料的質(zhì)量等問題，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AGA公司合作，組裝生產(chǎn)了AGA-112、AGA-114等型號的測距儀，在90年代初常州第二無線電廠推出了大地系列的測距儀，標(biāo)稱精度在5mm+5ppm。

    （三）全站儀

    全站型電子速測儀是一種集測角，測距、計算記錄于一體的新型測量儀器。它不是簡單的測距儀與電子經(jīng)緯儀的集成，而是在整個系統(tǒng)當(dāng)中安裝了一個集成度很高的帶有固體存貯器的計算器，對觀測的結(jié)果進(jìn)行處理，進(jìn)行數(shù)據(jù)的計算，存貯和交換，在實際應(yīng)用中，只要將各種固定參數(shù)(如測站坐標(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)，且這些觀測值都已經(jīng)過多項改正，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)時直接傳輸?shù)絇C(個人電腦)中，使整個流程自動化，大大提高了作業(yè)的精度和效率。

    自60年代德國生產(chǎn)出第一臺電子速測儀以來，電子速測儀有了飛速的發(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足的進(jìn)步，并且出現(xiàn)了所謂“測量機(jī)器人”，即單人電子速測儀，它能夠自動跟蹤反射器，進(jìn)行自動測量，如早些時候Geotrohcs公司推出的Geodmeter400和最新型的蔡司馬達(dá)驅(qū)動自動跟蹤全站儀EltaS系列的儀器。從90年代起，國內(nèi)南方測繪儀器公司開始生產(chǎn)的電子經(jīng)緯儀測角精度均在在5″左右。

    （四）電子水準(zhǔn)儀

    隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，幾十年來人們探求的精密水準(zhǔn)測量自動化，在90年代初有了突破。自1990年徠卡公司第一臺數(shù)字電子水準(zhǔn)儀問世，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，實現(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)儲存和處理等數(shù)據(jù)采集的自動化，從而減輕了水準(zhǔn)測量的勞動強(qiáng)度，提高了測量和成果質(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)測量中，條碼的像通過一個分光器，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)射到觀測鏡上。信號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)儀自動記錄，重量輕，大大降低了觀測員的勞動強(qiáng)度，節(jié)省了人力，提高了觀測速度。

    在光電測量儀器蓬勃發(fā)展的今天，除了大量出現(xiàn)的種類繁多的測距儀，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)儀等光電測量儀器。

    二、我國測繪儀器業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　　中研普華行業(yè)專家吳浩表示，大到GPS測量車，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，且附件類產(chǎn)品都是由我國產(chǎn)品占主導(dǎo)。

　?。ㄒ唬y繪儀器業(yè)產(chǎn)品體系

　　在光電測量儀器蓬勃發(fā)展的今天，除了種類繁多的傳統(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量儀器。

　　中研普華行業(yè)專家吳浩表示，測繪儀器的應(yīng)用越來越廣泛。以高鐵軌道測量為例，高速鐵路對軌道平順度要求非常高，對鋼軌之間的縫隙、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，就要用高速軌道測量儀來檢驗和把關(guān)。隨著我國高鐵建設(shè)進(jìn)程的加快，高鐵軌道測量儀也發(fā)揮著重要作用。

　　近年來，我國測繪儀器產(chǎn)業(yè)成熟度越來越高，逐漸打破了測繪儀器長期被國外公司壟斷的局面。以前，我國的測量儀器設(shè)備都是以進(jìn)口為主。1995年，以南方測繪為代表的自主品牌生產(chǎn)出了我國第一臺電子全站儀，由此打開了國產(chǎn)測量儀器追趕世界先進(jìn)水平的序幕。10多年來，國產(chǎn)自主品牌依托價格優(yōu)勢、靈活的市場營銷手段及本土優(yōu)勢，逐漸從低端電子測繪產(chǎn)品向中端市場滲透。南方全站儀產(chǎn)量從2003年的3000臺增長到目前的10萬臺，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臺發(fā)展到年產(chǎn)銷量達(dá)6000臺以上。

　　中研普華行業(yè)專家吳浩表示，從傳統(tǒng)光學(xué)到電子再到激光，我國水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀等測繪儀器得到迅猛發(fā)展，目前已經(jīng)成為世界測繪儀器的生產(chǎn)基地，測繪儀器實現(xiàn)了國產(chǎn)化。我國生產(chǎn)的中低端測繪儀器在國際上占有90％的市場份額，每年出口量達(dá)50萬臺。從紅外到激光，已經(jīng)實現(xiàn)了全系列產(chǎn)品的生產(chǎn)。

　　（二）測繪儀器業(yè)服務(wù)及競爭

　　中研普華行業(yè)專家吳浩表示，隨著測繪儀器市場的不斷擴(kuò)大，自主品牌之間、自主品牌與進(jìn)口品牌之間的競爭加劇，也使產(chǎn)品價格有了大幅下降。

　　競爭在所難免，如何贏得更大的市場？國內(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)勢占領(lǐng)市場?！　∫鰪?qiáng)，就要創(chuàng)新，實現(xiàn)從低端向高端邁進(jìn)。而且，我國的測繪行業(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，才能使整個產(chǎn)業(yè)都強(qiáng)大起來。

　　中研普華行業(yè)專家吳浩表示，如今，根據(jù)國家發(fā)展戰(zhàn)略和測繪發(fā)展的新思路，我國測繪業(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)代化測繪技術(shù)裝備正在逐步取代傳統(tǒng)測繪儀器，成為測繪儀器發(fā)展的主流。因此，測繪儀器國產(chǎn)自主品牌要在競爭中發(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，實施走出去戰(zhàn)略，積極拓展海外市場，最終實現(xiàn)測繪儀器由大國到強(qiáng)國的跨越。

　?。ㄈy繪儀器業(yè)挑戰(zhàn)與機(jī)遇

　　在經(jīng)濟(jì)全球化趨勢下，我國測繪儀器企業(yè)已經(jīng)不可避免地加入到國際競爭的行列。激烈的國際競爭，在給我國民族工業(yè)帶來沖擊的同時，也帶來了巨大的發(fā)展機(jī)遇。

　　中研普華行業(yè)專家吳浩表示，世界著名測繪儀器制造廠商已把我國作為一個重要市場，紛紛來設(shè)廠。他們利用低廉的制造成本，以技術(shù)優(yōu)勢搶占市場。

　　在二十世紀(jì)，我國的測量儀器設(shè)備是以進(jìn)口為主、國產(chǎn)為輔。特別是在電子技術(shù)和電腦芯片技術(shù)快速發(fā)展的推動下，迅速發(fā)展出以電子全站儀為代表的新型測量儀器。而我國在最初的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量技術(shù)。

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

　　中研普華行業(yè)專家吳浩表示，挑戰(zhàn)面前有機(jī)遇。正當(dāng)國外測繪儀器大行其道之時，國內(nèi)自主品牌可以借勢發(fā)力，在家門口近距離地接觸、吸收和運(yùn)用國際資本、先進(jìn)技能等，使我國測繪儀器從研制到生產(chǎn)，從銷售到服務(wù)都得到了成長壯大。事實也證明，我國自主開發(fā)的測繪儀器已打破了進(jìn)口測繪儀器獨占市場的局面，實現(xiàn)了中低端測繪儀器國產(chǎn)化。

　　中研普華行業(yè)專家吳浩表示，國內(nèi)測繪儀器市場已逐漸與國際市場接軌，形成了你中有我、我中有你的格局。因此說，競爭可以推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動測繪儀器的進(jìn)步，抓住機(jī)遇，夯實功夫，積極作為，就能實現(xiàn)跨越。