電子經緯儀

經緯儀是一種常規的測量儀器，廣泛應用于軍事、建設等諸多行業。電子經緯儀是集光、機、電、計算為一體的自動化、高精度的光學儀器，是在光學經緯儀的電子化智能化基礎上，採用了電子細分、控制處理技術和濾波技術，實現測量讀數的智能化。電子經緯儀既可單獨作為測角儀器完成導線測量等測量工作，又可與激光測距儀、電子手簿等組合成全站儀，與陀螺儀、衛星定位儀、激光測距機等組成炮兵測地系統，實現邊角連測、定位、定向籌各種測量。在採用點陣式雙面雙排液晶顯示和標準的（RS232、RS485、USB2.0和最近發展起來的籃牙技術等）通訊介面后，既可直接讀數，同時又可實現數據通訊。電子經緯儀能夠實現數據的液晶顯示，誤差補償，尤其是對儀器本身工藝上所產生誤差進行補償和校正，使電子經緯儀測量時，能夠以較少的測量前期工作達到較高的精度，大大減輕了測量作業量。電子經緯儀對誤差的修正和測量是通過按鍵設定和操作來實現的。

微電子技術和計算機技術的迅速發展，給傳統的測繪技術和測繪儀器帶來了很大的衝擊，使測繪儀器的發展產生了革命性的變化，電子經緯儀也是其中之一。在國外電子經緯儀的研究和試製大約要追溯到六十年代末和七十年代初，美國K&E公司試製了第一台數字經緯儀，其後又有一些經緯儀生產廠家也試製出電子經緯儀樣機。但是，由於當時技術條件等原因的限制，電子經緯儀的性能與傳統的光學經緯儀相比並沒有太多的改進，如無計算能力等。而且體積又比較龐大，耗電多，成本高，價格十分昂貴，超出光學經緯儀幾倍甚至幾十倍的價格。但是，電子經緯儀的出現和推廣正如其它電子產品一樣，具有強大的生命力。

進入八九十年代以後，隨著微電子技術和計算機技術的日趨完善，以及元器件集成度的大大提高，情況發生了很大的變化。從整機來看，電子經緯儀的體積和重量與光學經緯儀相差不多，用電量減少，成本大幅度下降，價格降低。目前在日本一台電子經緯儀的價格還略低於光學經緯儀。但電子經緯儀的性能及功能卻大大增強。由於電子經緯儀採用了電子細分或光電細分技術以及碼盤技術，縮小了電子度盤的尺寸，簡化了生產工藝，提高了測量精度。電子經緯儀只需通過簡單的按鍵操作，就可自動地進行所需的測量和計算，並將數據清晰地顯示出來。通過機內的感測器系統可自動地修正和補償各軸系誤差，提高測量精度。同時還配有測距聯用介面和聯用功能，以及數據輸出介面，可與紅外測距機聯用，構成組合式電子速測儀，一次觀測就可獲得所要的距離角度以及歸算結果等測定值。而且測量值可通過數據輸出介面自動地記錄到電子手薄上，既簡化了作業又減少了讀數誤差和記錄誤差，從而實現了野外測量到室內數據處理過程的自動化，減輕了體力勞動，縮短了測量時間，深受使用者歡迎。在我國，總體情況來看，電子經緯儀在我國的發展還處於初期，許多單位和科研機構已經研製和生產經緯儀，採用了當前電子經緯儀中使用的先進技術，研製的各類電子經緯儀精度也大有發展，但是由於種種原因，總體上還是比西方國家，特別是日本、瑞士等經緯儀強國還有很大差距。主要在於精度和自動化程度上仍有待於加強。

光學經緯儀和電子經緯儀測量的原理和結構上有所不同。如圖所示，光學經緯儀有以下部件組成：1、望遠鏡，2、照準部，3、度盤,4、測微器系統，5、軸系,6、水準器，7、基座及腳螺旋，8、光學對點器

幾大部分組成；電子經緯儀有以下部件組成：1、望遠鏡，2、照準部，3、光柵盤或光學碼盤,4、測微器系統，5、軸系,6、水準器，7、基座及腳螺旋，8、光學對點器，9、讀數面板幾大部分組成。

電子經緯儀型號眾多，有相同的特點如下：

1、儀器橫軸和豎軸採用相同的合金鋼製造的密珠式軸系，軸與軸套之間是螺旋形排列的滾珠，採用輕壓過盈配合。其間隙為零，它的誤差僅僅是加工形狀誤差，因此這樣軸系具有精度高，溫度影響小，低溫轉動靈活，抗震性能好，不易卡死，壽命長等特點，從而保證儀器的可靠性和穩定性。

2、光柵條數少(水平盤的光柵條數僅6480條)，因此降低結構的技術要求，從而增大儀器的穩定性，提高儀器抗振能力。

3、具有自動修正功能，能修正儀器指標差、視准軸誤差值和橫軸誤差，從而提高儀器精度。

4、電路板小，採用信號自動平衡數字電路，實現電調自動化，增強儀器可靠性。

5、耗電小，工作電流低。

6、採用激光對中，對中醒目、清晰，使用方便。

7、有全站儀操作功能。

8、角度有三種表示形式：60進位，400進位，6000制密位。特別是密位制可供部隊使用。

1、將指標水準器改為豎盤指標自動補償器，提高了豎直角的觀測速度與準確性；

2、軸系也有很大的改進，使軸系變得輕便靈活，同時穩定可靠；

3、望遠鏡也由倒像望遠鏡改成了正像望遠鏡；

4、使用光柵盤或光學碼盤，用光電轉換元件接收信號，經數據處理后實現水平角和豎直角讀數自動顯示和記錄。

決定電子經緯儀精度的因素

由於加工工藝等方面的原因，電子經緯儀精度主要由下面的因素決定:

1、成像誤差：望遠鏡成像質量包括望遠鏡鑒別率和像差，望遠鏡調焦時視軸變動誤差；

2、軸系誤差：其中包括軸的製造準確度、軸與軸之間的間隙、豎軸與橫軸的垂直度、視准軸與橫軸的垂直度、豎軸不鉛垂、照準部旋轉正確性等；

3、偏心差：偏心差包括照準部偏心差、水平度盤偏心差、豎直度偏心差；

4、豎盤指標自動補償器的補償準確度；

5、碼盤或光柵盤的準確度和測微光柵的分划誤差；

6、儀器基座的穩定性；

7、電器元件的可靠性；

8、相位的正交性。