隨著現代科學技術的發展和計算機的廣泛應用，一種集測距裝置、測角裝置和微處理器為一體的新型測量儀器應運而生。這種能自動測量和計算，並透過電子手簿或直接實現自動記錄、儲存和輸出的測量儀器，稱為全站型電子速測儀，簡稱全站儀。全站型電子速測儀是數字測圖中常用的資料採集裝置。全站儀分為分體式和整體式兩類。分體式全站儀的照準頭和電子經緯儀不是一個整體，進行作業時將照準頭安裝在電子經緯儀上，作業結束後卸下來分開裝箱；整體式全站儀是分體式全站儀的進一步發展，照準頭和電子經緯儀的望遠鏡結合在一起，形成一個整體，使用起來更為方便。對於基本效能相同的各種型別的全站儀，其外部可視部件基本相同。全站儀主要由五個系統組成：控制系統、測角系統、測距系統、記錄系統和通訊系統。全站儀組成及各系統間關係見圖8.5。 專業的3S站 3s8.cn
圖全站儀組成及各系統間關係示意圖
控制系統是全站儀的核心，主要由微處理機、鍵盤、顯示器、儲存卡、制動和微動旋鈕、控制模組和通訊介面等軟硬體組成。根據要求，透過鍵盤（面板）可以進行各種控制操作。如：引數預置，選擇顯示和記錄模式，進行存貯卡格式化，建立或選擇工作檔案，資料輸入輸出，確定測量模式等。
全站儀的測角系統與傳統光學經緯儀測角系統相比較，主要有兩個方面的不同：
（1）傳統的光學度盤被絕對編碼度盤或光電增量編碼器所代替，用電子細分系統代替了傳統的光學測微器；
（2）由傳統的觀測者判讀觀測值及手工記錄變為觀測者直接讀數並自動記錄。
全站儀的測距系統與一般測距儀基本一致，只是體積更小，通常採用半導體砷化鎵發光二極體作為光源。不同廠家生產的不同型別及系列的全站儀，其最大測程和距離測量誤差均有較大變化。
全站儀的記錄系統又稱為電子資料記錄器，它是一種儲存測量資料的具有特定軟體的硬體裝置。資料記錄器也有許多型別，但基本功能都一樣，起著全站儀與電子計算機之間的橋樑作用，它使野外記錄工作實現了自動化，減少了記錄計算的差錯，大大提高了野外作業的效率。目前，全站儀記錄系統主要有三種形式：介面式、磁卡式和記憶體式。
全站儀的通訊系統是野外資料採集到計算機和繪圖儀自動成圖的橋樑。所涉及的儀器裝置有：全站儀、計算機、儲存卡和讀卡器、電子手薄、介面電纜等。根據全站儀記錄系統的不同，有三種不同的的通訊方案：
（1）全站儀 電子手簿 計算機（介面式全站儀）；
（2）全站儀 存貯卡 讀卡器 計算機（磁卡式全站儀）；
（3）全站儀 計算機（記憶體式全站儀）。
全站儀以控制系統為核心，由控制系統進行測前準備，選擇測量模式，控制資料記錄，保證資料通訊。控制系統是中樞系統，其他系統均需與其進行資訊互訪而完成自身使命。
在數字測圖系統中，全站儀主要用於外業資料的採集，包括控制測量和碎部點測量。用於數字測圖外業資料採集的全站儀的測距精度一般根據情況而定，測角精度一般為2 〃~5 〃。在規劃數字測圖系統時，應該將儀器的技術指標綜合考慮，根據本單位的實際情況選擇合適的全站儀。
全站儀透過自身微處理器的控制可以自動完成距離、水平方向、豎直方向、座標的觀測和顯示、存貯，是數字測圖外業資料採集中最常用的一種裝置。
全站儀的技術指標主要用全站儀的測距標稱精度和測角精度來表示。
全站儀的測距標稱精度表示式為：
式中：mD——測距中誤差（mm）；
a——標稱精度中的固定誤差（mm）；
b——標稱精度中的比例誤差係數（mm/km）；
D——測距長度（km）。
工程中常用全站儀的測角精度一般為2〃~5〃。
1.全站儀的主要特點
目前工程中所使用的全站儀基本都具備以下主要特點：
（l）採用同軸雙速制、微動機構，使照準更加快捷、準確。
（2）控制面板具有人機對話功能。控制面板由鍵盤和顯示屏組成。除照準以外的各種測量功能和引數均可透過鍵盤來實現。儀器的兩側均有控制面板，操作十分方便。
（3）設有雙向傾斜補償器，可以自動對水平和豎直方向進行修正，以消除豎軸傾斜誤差的影響。
（4）機內設有測量應用軟體，可以方便地進行三維座標測量、導線測量、對邊測量、懸高測量、偏心測量、後方交會、放樣測量等工作。
（5）具有雙路通訊功能，可將測量資料傳輸給電子手簿或外部計算機，也可接受電子手簿和外部計算機的指令和資料。這種傳輸系統有助於開發專用程式系統，提高資料的可靠性與儲存安全性。
2.全站儀各部件名稱
由於全站儀生產廠家不同，全站儀的外形、結構、效能和各部件名稱略有區別，但總的來講是大同小異，為了說明問題，這裡以拓普康GTS-211D電子全站儀為例。
拓普康GTS-211D電子全站儀有兩面操作按鍵及顯示窗，操作很方便。藉助於其內部液體雙軸補償器能自動進行水平和垂直傾斜改正，補償範圍為±3′。GTS-21lD全站儀的測角最小讀數為l 〃，測角精度為5 〃，採用增量法讀數；測距的最小讀數為1mm，測距精度為（3mm+2ppm），單稜鏡測距為l.1~1.2km，三稜鏡測距為1.6～1.8km；內有自動記錄裝置，可儲存2 400個測量資料（角度、距離、座標）及提供資訊。GTS-211D全站儀除能進行角度測量、距離測量、座標測量、偏心測量、懸高測量和對邊測量外，還能進行資料採集、放樣及儲存管理。
GTS-211D顯示窗採用點陣式液晶顯示（LCD），可顯示4行，每行20個字元。通常前三行顯示測量資料，最後一行顯示隨測量模式變化的按鍵功能。
1.測角功能：測量水平角、豎直角或天頂距；
2.測距功能：測量平距、斜距或高差；
3.跟蹤測量：即跟蹤測距和跟蹤測角；
4.連續測量：角度或距離分別連續測量或同時連續測量。
5.座標測量：在已知點上架設儀器，根據測站點和定向點的座標或定向方位角，對任一目標點進行觀測，獲得目標點的三維座標值。
6.懸高測量[REM]：可將反射鏡立於懸物的垂點下，觀測稜鏡，再抬高望遠鏡瞄準懸物，即可得到懸物到地面的高度。
7.對邊測量[MLM]：可迅速測出稜鏡點到測站點的平距、斜距和高差。
8.後方交會：儀器測站點座標可以透過觀測兩座標值儲存於記憶體中的已知點求得。
9.距離放樣：可將設計距離與實際距離進行差值比較迅速將設計距離放到實地。
10.座標放樣：已知儀器點座標和後視點座標或已知儀器點座標和後視方位角，即可進行三維座標放樣，需要時也可進行座標變換。
11.預置引數：可預置溫度、氣壓、稜鏡常數等引數。
12.測量的記錄、通訊傳輸功能。
以上是全站儀所必須具備的基本功能。當然，不同廠家和不同系列的儀器產品，在外形和功能上略有區別，這裡不再詳細列出。
以上對全站儀的結構、精度、型別、功能作過總體的介紹。在使用上，不同廠家生產的儀器有著一定的差異，但進行資料採集操作過程大致是相同的。全站儀採集碎部點的過程如下：
1.測站安置儀器。在測站上將儀器進行整平、對中，其具體作法與常規儀器的整平對中工作相同。
2.開啟電源。開啟電源的方法將開關開啟，顯示屏顯示，所有點陣發亮，幾秒後即可進行測量。對各種型別的儀器可參照儀器使用說明書進行操作。
3.設定垂直零點。鬆開望遠鏡制動螺旋將望遠鏡上下轉動，當望遠鏡透過水平線時，將指示出垂直零點，並顯示垂直角。
4.儀器引數設定。儀器引數是控制儀器測量狀態、顯示狀態資料改正等功能的變數，在全站儀中一般都可根據測量要求透過鍵盤進行改變，並且所選取的選擇項可儲存到下一次改變為止。
5.設定度盤初始值。可先照準定向目標，然後按“0 SET”鍵設定度盤初值為0度。也可用水平制動和微動螺旋轉動全站儀使其水平角為要求的值，用“HOLD”鍵鎖定度盤，再轉動照準部瞄準定向目標，第二次用“HOLD”鍵解鎖，完成初始設定。
6.照準待測目標進行水平角和距離測量。在完成測量後全站儀將根據使用者的設定在螢幕上顯示測量結果。
以上是全站儀進行角度測量和距離測量的工作過程，全站儀的其它功能使用者可根據所購買的儀器說明書進行操作。
電子手簿是野外測量資料採集與儲存的電子資料記錄器。它以一種方便數字測圖軟體處理的檔案格式記錄資料，同時還包括一些野外工作常用的功能（如導線測量與平差、資料通訊等），在數字測圖中得到廣泛應用。
電子手簿實質上是一個取代手工記錄的電子資料記錄器。從硬體上講，主要有三種類型：儀器內藏的儲存模組或插入式磁卡；儀器廠家生產的與全站儀相配套的專用電子手簿；以通用的袖珍計算機或掌上電腦為依託開發的電子手簿。
各種型別的電子手簿都具有微處理器，能以各自設計的格式記錄、存貯觀測資料、計算資料以及其它資訊。電子手簿透過標準介面可與測距儀、電子經緯儀連線。也能與電子計算機連線進行資料傳輸。通常專用的電子手簿分固有程式型和可程式設計序型兩種型別。所謂固有程式型是指進行各種野外測量（如導線測量、後方交會、碎部測量、放樣測量等等）時，都按電子手簿事先編制好的測量操作程式一步一步進行，並能同時得到點的座標和高程。這些測量程式是廠家提供的，使用者只要根據自己的需要選擇呼叫即可。可程式設計序型電子手簿除具有獲取和存貯觀測值的功能外，廠家未提供編制好的測量程式。但這類手簿具有常用語言程式模組，使用者可根據需要自行編制測量程式，測量時，再選擇呼叫。相比之下，後者具有更大的靈活性。但前者省去了使用者程式設計的複雜過程。
由於各種電子手簿設計思想不同，使用前必須仔細閱讀使用說明書，方能掌握各種電子手簿的使用方法。http://www.topcon17.com.cn/news/1-63/
隨著現代科學技術的發展和計算機的廣泛應用，一種集測距裝置、測角裝置和微處理器為一體的新型測量儀器應運而生。這種能自動測量和計算，並透過電子手簿或直接實現自動記錄、儲存和輸出的測量儀器，稱為全站型電子速測儀，簡稱全站儀。全站型電子速測儀是數字測圖中常用的資料採集裝置。全站儀分為分體式和整體式兩類。分體式全站儀的照準頭和電子經緯儀不是一個整體，進行作業時將照準頭安裝在電子經緯儀上，作業結束後卸下來分開裝箱；整體式全站儀是分體式全站儀的進一步發展，照準頭和電子經緯儀的望遠鏡結合在一起，形成一個整體，使用起來更為方便。對於基本效能相同的各種型別的全站儀，其外部可視部件基本相同。全站儀主要由五個系統組成：控制系統、測角系統、測距系統、記錄系統和通訊系統。全站儀組成及各系統間關係見圖8.5。 專業的3S站 3s8.cn
圖全站儀組成及各系統間關係示意圖
控制系統是全站儀的核心，主要由微處理機、鍵盤、顯示器、儲存卡、制動和微動旋鈕、控制模組和通訊介面等軟硬體組成。根據要求，透過鍵盤（面板）可以進行各種控制操作。如：引數預置，選擇顯示和記錄模式，進行存貯卡格式化，建立或選擇工作檔案，資料輸入輸出，確定測量模式等。
全站儀的測角系統與傳統光學經緯儀測角系統相比較，主要有兩個方面的不同：
（1）傳統的光學度盤被絕對編碼度盤或光電增量編碼器所代替，用電子細分系統代替了傳統的光學測微器；
（2）由傳統的觀測者判讀觀測值及手工記錄變為觀測者直接讀數並自動記錄。
全站儀的測距系統與一般測距儀基本一致，只是體積更小，通常採用半導體砷化鎵發光二極體作為光源。不同廠家生產的不同型別及系列的全站儀，其最大測程和距離測量誤差均有較大變化。
全站儀的記錄系統又稱為電子資料記錄器，它是一種儲存測量資料的具有特定軟體的硬體裝置。資料記錄器也有許多型別，但基本功能都一樣，起著全站儀與電子計算機之間的橋樑作用，它使野外記錄工作實現了自動化，減少了記錄計算的差錯，大大提高了野外作業的效率。目前，全站儀記錄系統主要有三種形式：介面式、磁卡式和記憶體式。
全站儀的通訊系統是野外資料採集到計算機和繪圖儀自動成圖的橋樑。所涉及的儀器裝置有：全站儀、計算機、儲存卡和讀卡器、電子手薄、介面電纜等。根據全站儀記錄系統的不同，有三種不同的的通訊方案：
（1）全站儀 電子手簿 計算機（介面式全站儀）；
（2）全站儀 存貯卡 讀卡器 計算機（磁卡式全站儀）；
（3）全站儀 計算機（記憶體式全站儀）。
全站儀以控制系統為核心，由控制系統進行測前準備，選擇測量模式，控制資料記錄，保證資料通訊。控制系統是中樞系統，其他系統均需與其進行資訊互訪而完成自身使命。
在數字測圖系統中，全站儀主要用於外業資料的採集，包括控制測量和碎部點測量。用於數字測圖外業資料採集的全站儀的測距精度一般根據情況而定，測角精度一般為2 〃~5 〃。在規劃數字測圖系統時，應該將儀器的技術指標綜合考慮，根據本單位的實際情況選擇合適的全站儀。
全站儀透過自身微處理器的控制可以自動完成距離、水平方向、豎直方向、座標的觀測和顯示、存貯，是數字測圖外業資料採集中最常用的一種裝置。
全站儀的技術指標主要用全站儀的測距標稱精度和測角精度來表示。
全站儀的測距標稱精度表示式為：
式中：mD——測距中誤差（mm）；
a——標稱精度中的固定誤差（mm）；
b——標稱精度中的比例誤差係數（mm/km）；
D——測距長度（km）。
工程中常用全站儀的測角精度一般為2〃~5〃。
1.全站儀的主要特點
目前工程中所使用的全站儀基本都具備以下主要特點：
（l）採用同軸雙速制、微動機構，使照準更加快捷、準確。
（2）控制面板具有人機對話功能。控制面板由鍵盤和顯示屏組成。除照準以外的各種測量功能和引數均可透過鍵盤來實現。儀器的兩側均有控制面板，操作十分方便。
（3）設有雙向傾斜補償器，可以自動對水平和豎直方向進行修正，以消除豎軸傾斜誤差的影響。
（4）機內設有測量應用軟體，可以方便地進行三維座標測量、導線測量、對邊測量、懸高測量、偏心測量、後方交會、放樣測量等工作。
（5）具有雙路通訊功能，可將測量資料傳輸給電子手簿或外部計算機，也可接受電子手簿和外部計算機的指令和資料。這種傳輸系統有助於開發專用程式系統，提高資料的可靠性與儲存安全性。
2.全站儀各部件名稱
由於全站儀生產廠家不同，全站儀的外形、結構、效能和各部件名稱略有區別，但總的來講是大同小異，為了說明問題，這裡以拓普康GTS-211D電子全站儀為例。
拓普康GTS-211D電子全站儀有兩面操作按鍵及顯示窗，操作很方便。藉助於其內部液體雙軸補償器能自動進行水平和垂直傾斜改正，補償範圍為±3′。GTS-21lD全站儀的測角最小讀數為l 〃，測角精度為5 〃，採用增量法讀數；測距的最小讀數為1mm，測距精度為（3mm+2ppm），單稜鏡測距為l.1~1.2km，三稜鏡測距為1.6～1.8km；內有自動記錄裝置，可儲存2 400個測量資料（角度、距離、座標）及提供資訊。GTS-211D全站儀除能進行角度測量、距離測量、座標測量、偏心測量、懸高測量和對邊測量外，還能進行資料採集、放樣及儲存管理。
GTS-211D顯示窗採用點陣式液晶顯示（LCD），可顯示4行，每行20個字元。通常前三行顯示測量資料，最後一行顯示隨測量模式變化的按鍵功能。
1.測角功能：測量水平角、豎直角或天頂距；
2.測距功能：測量平距、斜距或高差；
3.跟蹤測量：即跟蹤測距和跟蹤測角；
4.連續測量：角度或距離分別連續測量或同時連續測量。
5.座標測量：在已知點上架設儀器，根據測站點和定向點的座標或定向方位角，對任一目標點進行觀測，獲得目標點的三維座標值。
6.懸高測量[REM]：可將反射鏡立於懸物的垂點下，觀測稜鏡，再抬高望遠鏡瞄準懸物，即可得到懸物到地面的高度。
7.對邊測量[MLM]：可迅速測出稜鏡點到測站點的平距、斜距和高差。
8.後方交會：儀器測站點座標可以透過觀測兩座標值儲存於記憶體中的已知點求得。
9.距離放樣：可將設計距離與實際距離進行差值比較迅速將設計距離放到實地。
10.座標放樣：已知儀器點座標和後視點座標或已知儀器點座標和後視方位角，即可進行三維座標放樣，需要時也可進行座標變換。
11.預置引數：可預置溫度、氣壓、稜鏡常數等引數。
12.測量的記錄、通訊傳輸功能。
以上是全站儀所必須具備的基本功能。當然，不同廠家和不同系列的儀器產品，在外形和功能上略有區別，這裡不再詳細列出。
以上對全站儀的結構、精度、型別、功能作過總體的介紹。在使用上，不同廠家生產的儀器有著一定的差異，但進行資料採集操作過程大致是相同的。全站儀採集碎部點的過程如下：
1.測站安置儀器。在測站上將儀器進行整平、對中，其具體作法與常規儀器的整平對中工作相同。
2.開啟電源。開啟電源的方法將開關開啟，顯示屏顯示，所有點陣發亮，幾秒後即可進行測量。對各種型別的儀器可參照儀器使用說明書進行操作。
3.設定垂直零點。鬆開望遠鏡制動螺旋將望遠鏡上下轉動，當望遠鏡透過水平線時，將指示出垂直零點，並顯示垂直角。
4.儀器引數設定。儀器引數是控制儀器測量狀態、顯示狀態資料改正等功能的變數，在全站儀中一般都可根據測量要求透過鍵盤進行改變，並且所選取的選擇項可儲存到下一次改變為止。
5.設定度盤初始值。可先照準定向目標，然後按“0 SET”鍵設定度盤初值為0度。也可用水平制動和微動螺旋轉動全站儀使其水平角為要求的值，用“HOLD”鍵鎖定度盤，再轉動照準部瞄準定向目標，第二次用“HOLD”鍵解鎖，完成初始設定。
6.照準待測目標進行水平角和距離測量。在完成測量後全站儀將根據使用者的設定在螢幕上顯示測量結果。
以上是全站儀進行角度測量和距離測量的工作過程，全站儀的其它功能使用者可根據所購買的儀器說明書進行操作。
電子手簿是野外測量資料採集與儲存的電子資料記錄器。它以一種方便數字測圖軟體處理的檔案格式記錄資料，同時還包括一些野外工作常用的功能（如導線測量與平差、資料通訊等），在數字測圖中得到廣泛應用。
電子手簿實質上是一個取代手工記錄的電子資料記錄器。從硬體上講，主要有三種類型：儀器內藏的儲存模組或插入式磁卡；儀器廠家生產的與全站儀相配套的專用電子手簿；以通用的袖珍計算機或掌上電腦為依託開發的電子手簿。
各種型別的電子手簿都具有微處理器，能以各自設計的格式記錄、存貯觀測資料、計算資料以及其它資訊。電子手簿透過標準介面可與測距儀、電子經緯儀連線。也能與電子計算機連線進行資料傳輸。通常專用的電子手簿分固有程式型和可程式設計序型兩種型別。所謂固有程式型是指進行各種野外測量（如導線測量、後方交會、碎部測量、放樣測量等等）時，都按電子手簿事先編制好的測量操作程式一步一步進行，並能同時得到點的座標和高程。這些測量程式是廠家提供的，使用者只要根據自己的需要選擇呼叫即可。可程式設計序型電子手簿除具有獲取和存貯觀測值的功能外，廠家未提供編制好的測量程式。但這類手簿具有常用語言程式模組，使用者可根據需要自行編制測量程式，測量時，再選擇呼叫。相比之下，後者具有更大的靈活性。但前者省去了使用者程式設計的複雜過程。
由於各種電子手簿設計思想不同，使用前必須仔細閱讀使用說明書，方能掌握各種電子手簿的使用方法。http://www.topcon17.com.cn/news/1-63/