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為了測定地面點的平面位置，一般需要觀測水平角。所謂水平角，就是空間相交的兩條直線在水平面上的投影所構(gòu)成的夾角，用β表示，其數(shù)值為 0°~360°。

如下圖所示，A、O、B 是地面上高程不同的三點，沿鉛垂線方向投影到一水平面 H 上，得到 a、o、b 三點，則水平線 ao、bo 之間的夾角β，就是地面上 OA，OB 兩方向線構(gòu)成的水平角。

由上圖可以看出，水平角β就是過 OA、OB 兩直線所做豎直面之間的二面角。為了測定水平角的大小，可以設想在兩豎直面的交線上任選一點處，水平放置一個按順時針方向刻劃的圓盤（稱為水平度盤），使其圓心與 o＇重合。過 OA、OB 的豎直面與水平度盤的交線，在度盤上的讀數(shù)分別為 a＇、b＇，于是地面上OA、OB 兩方向線之間的水平角β可按下式求得：

β=右目標讀數(shù) b＇-左目標讀數(shù) a＇

這個β就是水平角∠aob 的值。

綜上所述，用于測量水平角的儀器，必須具備一個能安置成水平的帶有刻劃的度盤，并且能使度盤中心位于角頂點的鉛垂線上，還要有一個能照準不同方向、不同高度目標的望遠鏡，不僅能在水平方向旋轉(zhuǎn)，而且能在豎直方向旋轉(zhuǎn)而形成一個豎直面。全站儀就是根據(jù)上述要求設計制造的測角儀器。

全站儀的標稱精度

1）測角精度：一般有±0.52、±12、±22、±52。如徠卡 TS06-2 測角精度為±2，是指一測回方向中誤差±2，即同一方向盤左、盤右方向觀測值中數(shù)的中誤差為±2。

2）測距精度：一般用 A+Bppm×D 表示。A 代表儀器的固定誤差，主要是由儀器加常數(shù)的測定誤差、對中誤差、測相誤差造成的，固定誤差與測量的距離沒有關系。即不管測量的實際距離多遠，全站儀都將存在不大于該值的固定誤差。Bppm×D 代表比例誤差，其中的 B 是比例誤差系數(shù)，它主要由儀器頻率誤差、大氣折射率誤差引起。ppm 是百萬分之一的意思（parts per million），是針對 1km 即 1000000mm 距離的誤差單位是 mm。D 是全站儀或者測距儀實際測量的距離值，單位是 km。如徠卡 TS06-2測距精度為±(2mm±1.5ppm)。