全站儀的望遠鏡實現了同軸的準直軸，測距光波的發射和接收光軸。同軸度的基本原理是在望遠物鏡和聚焦透鏡之間設置分光棱鏡系統。
為了測量距離，全站儀需要在儀器內部設置內部光路系統，光電二極管發出的調制紅外光也通過分光棱鏡系統中的光纖傳輸到光電二極管接收。
，並根據內光路和外光路中調制光的相位差間接計算光的傳播時間和測量距離。
擴展數據:
全站儀檢查
1.檢驗和校準檢驗時，應使照準部的橫軸垂直於縱軸，先將儀器大致調平，然後旋轉照準部使其調平管平行於任意兩個地腳螺絲的連線，調整地腳螺絲使氣泡居中，再將照準部旋轉180度。如果氣泡仍然居中，則滿足條件，否則應進行校正。
2.十字準線垂直線應垂直於水平軸，以便檢查和校正。檢查時，將十字準線豎絲對準壹個清晰的點，使望遠鏡繞水平軸上下旋轉。如果點總是在垂直線上移動，則滿足條件。否則，需要糾正。
3.視準軸應垂直於橫軸的檢查與校正選擇壹個水平靶，從左面板向右面板觀察，取它們的讀數(考慮到常數180度)得到兩次C (c = 1/2(左右)。
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