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全站儀采用了光電掃描測角系統(tǒng)，其類型主要有：編碼盤測角系統(tǒng)、光柵盤測角系統(tǒng)及動態(tài)（光柵盤）測角系統(tǒng)等三種。
全站儀按其外觀結構可分為兩類：
（1）積木型（Modular，又稱組合型） 早期的全站儀，大都是積木型結構，即電子速測儀、電子經緯儀、電子記錄器各是一個整體，可以分離使用，也可以通過電纜或接口把它們組合起來，形成完整的全站儀。
（2）整體性（Integral） 隨著電子測距儀進一步的輕巧化，現(xiàn)代的全站儀大都把測距，測角和記錄單元在光學、機械等方面設計成一個不可分割的整體,其中測距儀的發(fā)射軸、接收軸和望遠鏡的視準軸為同軸結構。這對保證較大垂直角條件下的距離測量精度非常有利。 全站儀按測量功能分類，可分成四類： （1）經典型全站儀（Classical total station） TCRP全站儀 經典型全站儀也稱為常規(guī)全站儀，它具備全站儀電子測角、電子測距和數據自動記錄等基本功能，有的還可以運行廠家或用戶自主開發(fā)的機載測量程序。其經典代表為徠卡公司的TC系列全站儀。 （2）機動型全站儀（Motorized total station） 在經典全站儀的基礎上安裝軸系步進電機，可自動驅動全站儀照準部和望遠鏡的旋轉。在計算機的在線控制下，機動型系列全站儀可按計算機給定的方向值自動照準目標，并可實現(xiàn)自動正、倒鏡測量。徠卡TCM系列全站儀就是典型的機動型全站儀。 （3）無合作目標性全站儀（Reflectorless total station） 無合作目標型全站儀是指在無反射棱鏡的條件下，可對一般的目標直接測距的全站儀。因此，對不便安置反射棱鏡的目標進行測量，無合作目標型全站儀具有明顯優(yōu)勢。如徠卡TCR系列全站儀，無合作目標距離測程可達200m，可廣泛用于地籍測量，房產測量和施工測量等。 （4）智能型全站儀（Robotic total station） 在機動化全站儀的基礎上，儀器安裝自動目標識別與照準的新功能，因此在自動化的進程中，全站儀進一步克服了需要人工照準目標的重大缺陷，實現(xiàn)了全站儀的智能化。在相關軟件的控制下，智能型全站儀在無人干預的條件下可自動完成多個目標的識別、照準與測量，因此，智能型全站儀又稱為“測量機器人”典型的代表有徠卡的TCA型全站儀等。 全世界精度較高的全站儀TCA2003 全站儀按測距儀測距分類，還可以分為三類： （1）短距離測距全站儀 測程小于3KM，一般精度為±（5mm+5ppm），主要用于普通測量和城市測量。 （2）中測程全站儀 測程為3-15km,一般精度為±（5mm+2ppm）-，±（2mm+2ppm)通常用于一般等級的控制測量。
（3）長測程全站儀

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