首先要弄清楚全站儀的原理。

全站儀的本質是一臺電子經緯儀+一臺相位測距儀。

電子經緯儀是測角的儀器，即用水平光柵度盤和豎曲光柵度盤來測量水平角和豎直角。

測距儀是測量儀器中心到稜鏡的直線距離的。

全站儀裡面的數據鏈（通訊協議）會將水平度盤讀數，垂直度盤讀數，測得的直線距離三個參數提供給數據處理模塊，數據處理模塊加以計算後就能實現操作界面上的各種方法，像後視，坐標測量，坐標放樣，後方交會，懸高測量。。。

以坐標放樣為例，全站儀裡面的工作邏輯是這樣的：

設定測站點的坐標NEZ和儀高H，得到儀器中心的三維坐標N,E,Z+H

對後視，方法有兩種，輸入方位角，或輸入坐標。細心的人就會發現，輸入不論是輸入方位角還是輸入坐標，都不需要輸入後視點的高程。輸入坐標後儀器一般會顯示計算出的測站到後視點的方位角，直接輸入方位角就是輸入自己計算的測站點到後視點的方位角。然後照准後視點，點擊確定。關鍵的一步來了：這時儀器後臺的操作是將後視點的這個方向的水平度盤值設置成方位角！

至此，全站儀的設站工作就已經完成了。下面就可以直接進行未知點坐標測量了。

拔動望遠鏡，照准目標，按下測量鍵，然後儀器內部的邏輯是這樣的：

將當前度盤的水平角（即坐標方位角，直接就是水平度盤讀數），豎直角（即與水平方向或與垂直方向的夾角，儀器可以設置為天頂角為0還是水平角為0）和測得的斜距（經過稜鏡中心距和大氣折射改正的）傳輸給數據處理模塊。

數據處理模塊根據，豎直角和斜距計算出水平距離和高差，根據測站點儀器中心的坐標N,E，水平距離和坐標方位角用坐標正算法計算出置鏡點的平面坐標，根據測站點的儀器中心高程和該點到置鏡點的高差（由豎直角和斜距計算而得），還有置鏡點的稜鏡中心到測點高度（稜鏡杆和鏡頭架一般已經考慮了，可以在稜鏡杆上直接讀數）就可以計算出置鏡點的高程。

然後將算得的置鏡點的三維坐標NEZ顯示的屏幕上，由用戶按需要保存到儀器內存就完成了一個測量過程。

全站儀的其他測量或放樣的程序都是類似的數據處理邏輯。