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测绘新技术的理论与实践研究
一定数量上下齿码，旋转时可上下吻合，由于加工时可获得非常准确的齿距，因
此角度测量精度高，可优于 0.1”，常用于对测角仪器的检定。
机械式测角技术由于其特殊的结构和测量方法限制了其在快速测量产品上的
应用，与之相比光学式测角具有相当的优势。光学式测角方法较多，在测量仪
器上常见的是光栅和编码度盘测角，即利用在度盘上刻画一定数量的光栅或进
行一定规则的编码，辅助以角度测微技术，即可实现旋转角度的精确值。当前
大多数经纬仪、全站仪、激光跟踪仪均采用该方法，如 Leica TM6100 经纬仪、
TDRA6000 全站仪等仪器，采用压电陶瓷驱动马达，转速快，噪声低，耗能小，
测角精度达到 0.5，也是目前大尺寸工业测量中角度测量精度的极限。
随着技术的不断发展，以激光为代表的光学测角技术逐步发展起来，出现了
激光自准直法、基于激光干涉的环形激光器测角等新技术。激光自准直法是通过
入射和反射激光的二维位移变化量来确定角度变化，其优点是测量精度高，不足
之处在于测量范围小；环形激光器是利用两路相反的激光束在运动的闭合环路中
产生光程差而进行角度测量，尤其是在动态角度测量中有明显的优势，并在运动
载体实时姿态测量中的得到了广泛应用，且测量精度近年来也有明显提升，但其
硬件设计较为复杂，实现成本较高，在静态环境下无法工作。
（a） （b）
图 9-1 多齿分度台和光学测角度盘
2. 精密测距技术
精密测距技术的发展较测角技术更快，以相位法测距原理作为代表的测距仪
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和全站仪，测量精度长久保持在土（1mm+1×10 D）左右，其中 1mm 为固定误
差，D 为所测距离（千米）。2010 年以后，出现了 Leica TS60、Trimble S8 等仪器，
将测距的固定误差提高到了 0.6mm。
基于激光干涉的测距方法能大大提高测距精度，该方法以激光波长为单位测
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