全站扫描仪的发展及其工程应用研究撰写时间：202X年XX月XX日摘要：全站扫描仪是测量领域内技术革新的产物，其综合了全站仪、CCD相机及三维激光扫描等多项测量技术。本文主要介绍了全站仪的主要发展历程，并在其基础上分析了全站扫描仪在各个工程领域的应用前景，展示了全站扫描仪在执行测量任务时的优越性。Abstract：Scanningtotalstationisaproductoftechnologicalinnovationinthefieldofsurveyingasitintegratesavarietyofsurveyingtechnologiessuchastotalstation，CCDcameraandthree-dimensionallaserscanning.Themaindevelopmentprocessoftotalstationismainlyintroducedhere，andtheapplicationprospectsofscanningtotalstationinvariousengineeringfieldsareanalyzedonthebasisofit，andthesuperiorityofscanningtotalstationinperformingsurveyingtasksisdemonstrated.关键词：全站仪;三维激光扫描;工程应用Keywords：totalstation;3Dlaserscanning;engineeringapplication中图分类号：P228文獻标识码：A文章编号：16-4311（2021）22-0214-020引言测量领域内设备的发展随着社会进步和技术创新而迅猛发展，成为测量技术和工业应用中极为重要的一部分。全站仪随着社会的进步改革创新了很多代，从最初的经纬仪叠加测距仪到智能全站仪，均在测量行业做出了巨大贡献。现如今几乎每台全站仪都能够执行快速无反射镜测量和棱镜自动跟踪，通过集成到设备中的一个或多个相机来控制全站仪也成为可能，而GNSS接收机有时也被集成到全站仪中提供定位服务。与此同时，地面激光扫描仪（TLS）的使用也越来越普遍，它提供沿预定帧测量的密集点云，然后通过点云处理间接获得点的三维坐标并还原场景表面的三维几何形状。由于更加精确和更快的传感器技术，以及相应的数据处理的软件功能，地面激光扫描现已经作为高精度，三维映射和物理场景和结构还原的可靠技术。在某些情况下，相较全站仪而言，地面激光扫描仪能更加方便地用于测量和监测任务中。在使用地面激光扫描仪时，往往要求采集的密集点云在与扫描仪相关的本地坐标系统中是已知的，此时全站仪的测量功能可以提供此项协助，也就诞生了集全站仪和地面激光扫描仪等于一身的全站扫描仪设备。1全站仪设备的发展1.1全站仪的诞生19世纪60年代，电子化的角度和距离测量设备诞生，同时随着处理器技术的发展，使得基于三角函数计算的极坐标法得到实际的应用，而另一个使得极坐标测量方法得到快速发展的是数据存储技术的进步。第一台集成了距离测量、角度测量及数据记录功能的商业全站仪诞生于1968年，在接下来的十多年里，仪器设备在不断的精进，生产商们制造了很多体积小，携带容易，测量速度快且易于管理的全站仪。随着小巧的测量反射棱镜的诞生，全站仪迈向了机动化的步伐，可以实现棱镜目标的锁定及自动跟踪。在机动化全站仪的基础上，开发了无反射棱镜测距的全站仪，可以在无合作目标的情况下进行距离的测量，但是其精度会低于有棱镜的情况。1.2智能全站仪为克服需要人工照准目标的不足，自动目标识别和照准等功能被开发出来，实现了全站仪的自动化及智能化。智能全站仪又被称为测量机器人，在相应的软件的支持下，智能全站仪可以在无人干预的条件下自动完成多个目标的识别、照准及测量等工作。智能全站仪的技术组成包括坐标系统、操纵器、换能器、计算机和控制器、闭路控制传感器、决定制作、目标捕获和集成传感器等部分。坐标系统为球面坐标系统，望远镜能绕仪器的纵轴和横轴旋转，在水平面360°、竖面180°范围内寻找目标;操纵器的作用是控制机器人的转动;换能器可将电能转化为机械能以驱动步进马达运动;计算机和控制器的功能是从设计开始到终止操纵系统、存储观测数据并与其他系统接口，控制方式多采用连续路径或点到点的伺服控制系统;闭路控制传感器将反馈信号传送给操纵器和控制器，以进行跟踪测量或精密定位;决定制作主要用于发现目标，如采用模拟人识别图像的方法（称试探分析）或对目标局部特征分析的方法（称句法分析）进行影像匹配;目标获取用于精确地照准目标，常采用开窗法、阀值法、区域分割法、回光信号最强法以及方形螺旋式...