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免棱镜全站仪即不需要棱镜作为合作目标就可以进行测距的全站仪。其测距的方法有两种，一是脉冲法，另外是相位法，脉冲法用测量时发射和接收信号之间的时间间隔来計算距离，多次测量得出平均距离。相位法测量使用连续信号，以不同的颇率来调制载波信号，测出发射和接收信号之间的相位差，从而求出被测距离。以徕卡TCR系列测距仪器为例，其结构如（图1）所示：