測(cè)繪儀器是伴隨著測(cè)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(cè)量, 在公元前3 世紀(jì), 中國(guó)人就知道天然磁石的磁性, 并有某種形式的磁羅盤, 公元前2 世紀(jì), 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(cè)量工作。

所謂“左準(zhǔn)繩, 右規(guī)矩”說(shuō)明在古代就有了簡(jiǎn)單的測(cè)量工 具。使用這類儀器測(cè)量, 勞動(dòng)強(qiáng)度大、速度慢、精度低。公元1730 年, 英國(guó)西森研制成**臺(tái)游標(biāo)經(jīng)緯儀, 隨后陸續(xù)出現(xiàn)了小平板儀、大 平板儀以及水準(zhǔn)儀等。20 世紀(jì)40 年代出現(xiàn)了光學(xué)玻璃度盤,用光學(xué)轉(zhuǎn)像系統(tǒng)的度盤對(duì)準(zhǔn)位置的刻劃重合在同一平面上, 根據(jù)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(biāo)經(jīng)緯儀大大提高了測(cè)角精度, 而且體積小,重量輕, 操作方便。可以說(shuō), 從17 世紀(jì)到20 世 紀(jì)中葉是光學(xué)測(cè)繪儀器時(shí)代, 此時(shí)測(cè)繪科學(xué)的傳統(tǒng)理論和方法比較成熟。到了20 世紀(jì)60 年代, 隨著光電技術(shù), 計(jì)算機(jī)技術(shù)和精密機(jī)械技術(shù)的發(fā)展, 1963 年FENNEL 廠研制出**臺(tái)編碼電子經(jīng)緯儀, 從此常規(guī)的測(cè)量方法邁向了自動(dòng)化的新時(shí)代, 到了20 世紀(jì)80 年代, 電子測(cè)角技術(shù)有了進(jìn)一步發(fā)展, 從當(dāng)初的編碼度盤, 又發(fā)展到了光柵度盤測(cè)角和動(dòng)態(tài)法測(cè)角, 隨著電子測(cè)微技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展, 電子測(cè)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(cè)量基線上從事光速值的測(cè)定試驗(yàn)獲得成功。接著與該國(guó)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(cè)距儀, 邁出了光電測(cè)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多年向往的光電測(cè)距技術(shù), 在全**產(chǎn)生了巨大影響。

各國(guó)競(jìng)相購(gòu)買儀器, 引進(jìn)技術(shù), 從而促進(jìn)了光電測(cè)距技術(shù)的迅速發(fā)展。1960 年美國(guó)人梅曼研制成功了**上**臺(tái)紅寶石激光器, **年就產(chǎn)生了**上**臺(tái)激光測(cè)距儀。激光測(cè)距儀與**代光電測(cè)儀相比體積小、重量輕、測(cè)程遠(yuǎn)、精度高, 而且可全天候觀測(cè)。1963 年瑞士威特廠開始研究砷化鎵( GaAS) 發(fā)光管 測(cè)距儀, 1963 年定型**臺(tái)紅外測(cè)距儀, 進(jìn)一步促進(jìn)了測(cè)距儀向小型化、高精度方向發(fā)展。20 世紀(jì)70 年代, 前德國(guó)OPTON 廠和瑞典的AGA 廠, 在光電測(cè)距和電子測(cè)角的基礎(chǔ)上, 研制出**上**臺(tái)全站儀, 進(jìn)一步促進(jìn)了測(cè)量向自動(dòng)化、數(shù)字化方向發(fā)展。1990 年瑞士徠卡公司根據(jù)GACHER 和MULLER 等人的研究成果, 出**臺(tái)數(shù)字水準(zhǔn)儀NA2000。NA2000 水準(zhǔn)儀首先采用圖像處理技術(shù)來(lái)處理標(biāo)尺的影像, 并以行陣傳 感器取代測(cè)量員的肉眼進(jìn)行讀數(shù)。這種傳感器可識(shí)別水準(zhǔn)標(biāo)尺上的條碼分劃, 并用相關(guān)技術(shù)處理儀器的測(cè)量信號(hào), 自動(dòng)顯示與記錄視線高和視距, 從而實(shí)現(xiàn)了水準(zhǔn)測(cè)量自動(dòng)化。1973 年12 月, 美國(guó)國(guó)防部批準(zhǔn)建立新一代導(dǎo)航系統(tǒng), 簡(jiǎn)稱GPS, 它是一種可以定時(shí)和測(cè)距的空間 交會(huì)定點(diǎn)的導(dǎo)航系統(tǒng)?？上蛴脩籼峁┻B續(xù)、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(dǎo)航, 還用于情報(bào)收集、應(yīng)急通訊和衛(wèi)星定位等一些軍事目的。GPS 整個(gè)發(fā)展計(jì)劃分三個(gè)階段進(jìn)行, 即原理可行性論證階段, 系統(tǒng)的研制和試驗(yàn)階段,**為工程發(fā)展和完成階段。直至1994 年7 顆GPS 試驗(yàn)衛(wèi)星和分布在6 個(gè)軌道上的24 顆工作衛(wèi)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(guī)的測(cè)角, 測(cè)距手段, 相對(duì)定位精度可達(dá)cm 級(jí)以下, 長(zhǎng)距離的相對(duì)精度可達(dá)10- 8,甚至更高。1852 年法國(guó)物理學(xué)家付科提出地球自轉(zhuǎn)在陀螺儀上產(chǎn)生效應(yīng)的設(shè)想。無(wú)需進(jìn)行任何天文觀測(cè)和地磁觀測(cè), 只要由陀螺觀測(cè)就可以得出任何地點(diǎn)的子午線位置。直到20 世紀(jì)50 年代, 才研制成液浮式礦用陀螺羅盤儀。20 世紀(jì)60 年代工, 在礦用陀螺羅盤儀的基礎(chǔ)上發(fā)展成陀螺經(jīng)緯儀。20 世紀(jì)70 年代, 由于自動(dòng)控制技術(shù), 計(jì)算機(jī)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(jì)60 年代問(wèn)世以來(lái), 首先用在測(cè)距上, 由于激光有許多其他光源不可比的優(yōu)越性, 在測(cè)繪界廣泛應(yīng)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(zhǔn)儀和激光打印機(jī)等。隨著微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、空間技術(shù)以及光、機(jī)、電技術(shù)的一體化等技術(shù)的發(fā)展, 促進(jìn)了測(cè)繪儀器的發(fā)展, 先后出現(xiàn)了許多專用的電子測(cè)繪儀器。如電子傾斜儀、回聲測(cè)深儀、管線探測(cè)儀、海底地貌探測(cè)儀、電子伸縮儀、重力測(cè)量?jī)x、電子氣壓測(cè)量?jī)x等?；仡櫆y(cè)繪儀器的發(fā)展, 可清楚地看到, 測(cè)量?jī)x器從早期的測(cè)繩、羅盤儀、游標(biāo)經(jīng)緯儀已發(fā)展到目前的電子經(jīng)緯儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、全站儀、GPS 以及各種專門測(cè)繪儀器, 推動(dòng)了測(cè)繪工作向自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化方向邁進(jìn)。