全站儀無稜鏡模式開啟後可測量水平距，坐標和高程。在測量過程中，儀器視線上不得有障礙物，比如樹葉、紗網、杆體等等，如果視線上有障礙物，儀器發出的紅外線碰到這些障礙物立刻返回，顯示的成果為錯誤的成果。

全站儀最多有三種直接反射(DR)測量系統。

DR標準EDM是基於相移方法的:由光學發射器把已調製的光束傳送到目標。光學接收器接收從目標反射回來的光。標準DR用來測量在已發送和已接收信號之間的相位差，然後計算距離。

DR200+和DR300+選項採用多個脈衝的平均值來確定脈衝形狀，從而計算傳送時間。其測量方法是基於脈衝測量原理，也就是測量一個光的脈衝到達目標再傳回來的時間，現在的方法與最早使用這個原理的測量方法是不同的，它是一種獨特的方法。它在計算傳輸時間之前使用多個光脈衝平均值和計算脈衝的形狀。用這個方法，噪聲的影響最大程度的減小，因而測程和精度可以有很大的提高。

直接反射和自動測量相結合把以上兩種辦法結合起來就可以得到單人操作系統，距儀器一定範圍內的垂直物體都可以直接測量。

上面說的原理中無論的光波還是電波均要到達目標以後再返射回來才能測量出來目標到測站的距離。為了使反射回來的信號強烈，就要人為的在目標處放置反射稜鏡。沒有安放稜鏡反射的信號就很弱。過去的全站儀接收能力差，不能觀測非稜鏡的物體。現在技術進步了，可以直接測量弱信號，也就是可以觀測不是稜鏡的物體了。雖然能夠觀測非稜鏡物體的最遠距離只有觀測稜鏡最遠距離的十分之一，但也使測量技術有了一個飛躍，多了直接反射測量系統。

全站儀這種直接反射測量系統就是免稜鏡觀測。

現在有很多品牌和型號的儀器支持這一功能。