測繪儀器是伴隨著(zhù)測繪科學(xué)發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。早在公元前1400 年, 埃及就有了地產(chǎn)邊界的測量, 在公元前3 世紀, 中國人就知道天然磁石的磁性, 并有某種形式的磁羅盤(pán), 公元前2 世紀, 司馬遷在《史記。夏本記》中有敘述大禹為治水而行進(jìn)行的測量工作。

所謂“左準繩, 右規矩”說(shuō)明在古代就有了簡(jiǎn)單的測量工 具。使用這類(lèi)儀器測量, 勞動(dòng)強度大、速度慢、精度低。公元1730 年, 英國西森研制成**臺游標經(jīng)緯儀, 隨后陸續出現了小平板儀、大 平板儀以及水準儀等。20 世紀40 年代出現了光學(xué)玻璃度盤(pán),用光學(xué)轉像系統的度盤(pán)對準位置的刻劃重合在同一平面上, 根據這一理論就 形成了光學(xué)經(jīng)緯儀。光學(xué)經(jīng)緯儀比早期的游標經(jīng)緯儀大大提高了測角精度, 而且體積小,重量輕, 操作方便?？梢哉f(shuō), 從17 世紀到20 世 紀中葉是光學(xué)測繪儀器時(shí)代, 此時(shí)測繪科學(xué)的傳統理論和方法比較成熟。到了20 世紀60 年代, 隨著(zhù)光電技術(shù), 計算機技術(shù)和精密機械技術(shù)的發(fā)展, 1963 年FENNEL 廠(chǎng)研制出**臺編碼電子經(jīng)緯儀, 從此常規的測量方法邁向了自動(dòng)化的新時(shí)代, 到了20 世紀80 年代, 電子測角技術(shù)有了進(jìn)一步發(fā)展, 從當初的編碼度盤(pán), 又發(fā)展到了光柵度盤(pán)測角和動(dòng)態(tài)法測角, 隨著(zhù)電子測微技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展, 電子測角精度大大提高。早在1943 年, 瑞典物理學(xué)家貝爾格斯川采用光電技術(shù)在大地測量基線(xiàn)上從事光速值的測定試驗獲得成功。接著(zhù)與該國的AGA 儀器 公司合作, 于1949 年初步研制成功一種利用白熾燈作為光源的測距儀, 邁出了光電測距的**步, 盡管這種儀器體積大, 笨重, 耗電大, 精度低, 但從根本上解決了人類(lèi)多年向往的光電測距技術(shù), 在全**產(chǎn)生了巨大影響。

各國競相購買(mǎi)儀器, 引進(jìn)技術(shù), 從而促進(jìn)了光電測距技術(shù)的迅速發(fā)展。1960 年美國人梅曼研制成功了**上**臺紅寶石激光器, **年就產(chǎn)生了**上**臺激光測距儀。激光測距儀與**代光電測儀相比體積小、重量輕、測程遠、精度高, 而且可全天候觀(guān)測。1963 年瑞士威特廠(chǎng)開(kāi)始研究砷化鎵( GaAS) 發(fā)光管 測距儀, 1963 年定型**臺紅外測距儀, 進(jìn)一步促進(jìn)了測距儀向小型化、高精度方向發(fā)展。20 世紀70 年代, 前德國OPTON 廠(chǎng)和瑞典的AGA 廠(chǎng), 在光電測距和電子測角的基礎上, 研制出**上**臺全站儀, 進(jìn)一步促進(jìn)了測量向自動(dòng)化、數字化方向發(fā)展。1990 年瑞士徠卡公司根據GACHER 和MULLER 等人的研究成果, 出**臺數字水準儀NA2000。NA2000 水準儀首先采用圖像處理技術(shù)來(lái)處理標尺的影像, 并以行陣傳 感器取代測量員的肉眼進(jìn)行讀數。這種傳感器可識別水準標尺上的條碼分劃, 并用相關(guān)技術(shù)處理儀器的測量信號, 自動(dòng)顯示與記錄視線(xiàn)高和視距, 從而實(shí)現了水準測量自動(dòng)化。1973 年12 月, 美國國防部批準建立新一代導航系統, 簡(jiǎn)稱(chēng)GPS, 它是一種可以定時(shí)和測距的空間 交會(huì )定點(diǎn)的導航系統?？上蛴脩?hù)提供連續、實(shí)時(shí)、高精度的三維位置、三維速度和時(shí)間信息、為陸、海、空三軍提供精密導航, 還用于情報收集、應急通訊和衛星定位等一些軍事目的。GPS 整個(gè)發(fā)展計劃分三個(gè)階段進(jìn)行, 即原理可行性論證階段, 系統的研制和試驗階段,**為工程發(fā)展和完成階段。直至1994 年7 顆GPS 試驗衛星和分布在6 個(gè)軌道上的24 顆工作衛星已全部升空到位, 并正常工作。實(shí)踐證 明, GPS 定痊技術(shù) 可以取代常規的測角, 測距手段, 相對定位精度可達cm 級以下, 長(cháng)距離的相對精度可達10- 8,甚至更高。1852 年法國物理學(xué)家付科提出地球自轉在陀螺儀上產(chǎn)生效應的設想。無(wú)需進(jìn)行任何天文觀(guān)測和地磁觀(guān)測, 只要由陀螺觀(guān)測就可以得出任何地點(diǎn)的子午線(xiàn)位置。直到20 世紀50 年代, 才研制成液浮式礦用陀螺羅盤(pán)儀。20 世紀60 年代工, 在礦用陀螺羅盤(pán)儀的基礎上發(fā)展成陀螺經(jīng)緯儀。20 世紀70 年代, 由于自動(dòng)控制技術(shù), 計算機技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展, 并引進(jìn)陀螺經(jīng)緯儀, 研制出自動(dòng)化陀螺經(jīng)儀,如瑞士的GGI 型。 激光自20 世紀60 年代問(wèn)世以來(lái), 首先用在測距上, 由于激光有許多其他光源不可比的優(yōu)越性, 在測繪界廣泛應用。如激光指向儀、激光投點(diǎn)儀、激光鉛垂儀、激光掃平儀、激光經(jīng)緯儀、激光水準儀和激光打印機等。隨著(zhù)微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、光電技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、空間技術(shù)以及光、機、電技術(shù)的一體化等技術(shù)的發(fā)展, 促進(jìn)了測繪儀器的發(fā)展, 先后出現了許多專(zhuān)用的電子測繪儀器。如電子傾斜儀、回聲測深儀、管線(xiàn)探測儀、海底地貌探測儀、電子伸縮儀、重力測量?jì)x、電子氣壓測量?jì)x等?；仡櫆y繪儀器的發(fā)展, 可清楚地看到, 測量?jì)x器從早期的測繩、羅盤(pán)儀、游標經(jīng)緯儀已發(fā)展到目前的電子經(jīng)緯儀、數字水準儀、全站儀、GPS 以及各種專(zhuān)門(mén)測繪儀器, 推動(dòng)了測繪工作向自動(dòng)化、數字化、智能化方向邁進(jìn)。