1948年,瑞典AGA公司研制成功了世界上第一台电磁波测距仪AGA NASM 2A(图5-1),它采用白炽灯发射的光波作载波,该仪器主机重94kg,功耗140~400W,测程30km,精度±(1cm+1×10 -6 × D )。为避开白天太阳光对测距信号的干扰,只能在夜间作业,虽然它体积大,操作复杂,但因测程远、精度高,可以代替长距离的基线测量,因而得到发展,使距离测量的仪器进入了一个新的时代。
图5-1 AGA NASM 2A型电磁波测距仪
1968年AGA公司又推出了世界上第一台商品化的AGA-8激光测距仪(图5-2)。该仪器采用5mW的氦-氖激光器作发光元件,白天测程为40km,夜间测程达60km,测距精度±(5mm+1×10 -6 × D ),主机重23kg,功耗75W,该测距仪曾在我国天文大地网和特级导线的边长测量中发挥过巨大作用。激光测距仪的优点是测程远、精度高,可以昼夜观测。
图5-2 AGA-8激光测距仪
在发展光电测距仪的同时,用电磁波作为载波的测距仪也得到了发展。1956年英国Tellurometer公司生产出用于大地和航外控制测量的MRA1型微波测距仪。该仪器带有语音通话系统,并且可以在全天候的条件下作业,由于受微波地面反射误差的影响,微波测距仪的测距精度一般为±(10mm+3×10 -6 × D )。直到20世纪80年代推出的CMW20微波测距仪,采用了独特的仪器结构减弱了地面发射误差的影响,测距精度高达±(5mm+3×10 -6 × D ),重7kg,测程25km,揭开了微波测距仪用于工程测量的序幕(图5-3)。
图5-3 CMW20微波测距仪
虽然电磁波测距仪又大又笨重,但与传统测距工具和方法相比,其具有高精度,高效率,测程长、作业快、工作强度低、几乎不受地形限制等优点。随着半导体技术的发展,从20世纪60年代末期,采用砷化镓(GaAs)发光二极管作发光元件的红外测距仪逐渐在世界上流行起来。
与激光测距仪比较,红外测距仪有体积小、重量轻、功耗小、测距快、自动化程度高等优点。由于红外光的发散角比激光大,所以红外测距仪的测程一般小于15km。
现在的红外测距仪已经和电子经纬仪及计算机软硬件制造在一起,形成了全站仪,如美国天宝S6(图5-4)、徕卡TCA2003、拓普康GTS-820A和索佳SRX系列有自动照准、智能跟踪功能,并向着自动化、智能化和利用蓝牙技术实现测量数据的无线传输方向飞速发展。
图5-4 天宝S6测量机器人