全站儀具有角度測量、距離（斜距、平距、高差）測量、三維坐標測量、導線測量、交會定點測量和放樣測量等多種用途。內置專用軟件后，功能還可進一步拓展。
全站儀的基本操作與使用方法 ：
水平角測量
（1）按角度測量鍵，使全站儀處于角度測量模式，照準**個目標A。
（2）設置A方向的水平度盤讀數為0°00′00〃。
（3）照準**個目標B，此時顯示的水平度盤讀數即為兩方向間的水平夾角。
距離測量
（1）設置棱鏡常數
測距前須將棱鏡常數輸入儀器中，儀器會自動對所測距離進行改正。
（2）設置大氣改正值或氣溫、氣壓值
光在大氣中的傳播速度會隨大氣的溫度和氣壓而變化，15℃和760mmHg是儀器設置的一個標準值，此時的大氣改正為0ppm。實測時，可輸入溫度和氣壓值，全站儀會自動計算大氣改正值（也可直接輸入大氣改正值），并對測距結果進行改正。
（3）量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。
（4）距離測量
照準目標棱鏡中心，按測距鍵，距離測量開始，測距完成時顯示斜距、平距、高差。
全站儀的測距模式有精測模式、跟蹤模式、粗測模式三種。精測模式是*常用的測距模式，測量時間約2.5S，*小顯示單位1mm；跟蹤模式，常用于跟蹤移動目標或放樣時連續測距，*小顯示一般為1cm，每次測距時間約0.3S；粗測模式，測量時間約0.7S，*小顯示單位1cm或1mm。在距離測量或坐標測量時，可按測距模式（MODE）鍵選擇不同的測距模式。
應注意，有些型號的全站儀在距離測量時不能設定儀器高和棱鏡高，顯示的高差值是全站儀橫軸中心與棱鏡中心的高差。
坐標測量
（1）設定測站點的三維坐標。
（2）設定后視點的坐標或設定后視方向的水平度盤讀數為其方位角。當設定后視點的坐標時，全站儀會自動計算后視方向的方位角，并設定后視方向的水平度盤讀數為其方位角。
（3）設置棱鏡常數。
（4）設置大氣改正值或氣溫、氣壓值。
（5）量儀器高、棱鏡高并輸入全站儀。
（6）照準目標棱鏡，按坐標測量鍵，全站儀開始測距并計算顯示測點的三維坐標。
數據通訊
全站儀的數據通訊是指全站儀與電子計算機之間進行的雙向數據交換。全站儀與計算機之間的數據通訊的方式主要有兩種，一種是利用全站儀配置的PCMCIA（personal computer memory card internation association，個人計算機存儲卡國際協會，簡稱PC卡，也稱存儲卡）卡進行數字通訊，特點是通用性強，各種電子產品間均可互換使用；另一種是利用全站儀的通訊接口，通過電纜進行數據傳輸。
區分方法
全站儀盤左盤右
全站儀儀器的盤左和盤右，實際上沿用老式光學經緯儀的稱謂。是根據豎盤相對觀測人員所處的位置而言的，觀測時當豎盤在觀測人員的左側時稱為盤左，反之稱為盤右。相對盤左和盤右而言也有稱為正鏡和倒鏡，以及F1(FACE1）面和F2(FACE2）面的。
對于測量來講，若正、反（盤左、盤右）測量后，通過測量方法有可消除某些人為誤差以及固定誤差的作用。對于可定義盤左和盤右稱謂的儀器而言，給用戶增加了應用儀器的可選操作界面，對測量作業和測量結果沒有影響。
另外，對于靠角度確認盤左和盤右可能存在某些錯覺，例如某些連接陀螺儀的全站儀或者經緯儀，在確定盤左和盤右時顯示的不一定是對應。就是說相對180度角度數值而已往小向轉不一定是盤左。反正，用戶記住兩者的差值即可。儀器也是自動求算的，對工程測量結果沒有影響。
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