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一种能进行自动搜索、跟踪、辨识和精确照准目标并获取角度、距离、三维坐标以及影像等信息的全站仪，又称测地机器人（参见彩图ⅩⅥ—52）、自动化全站仪。它是在全站仪基础上集成步进马达和CCD影像传感器构成的视频成像系统，并配置智能化的控制及应用软件而发展形成的。测量机器人的技术组成包括坐标系统、操纵器、换能器、计算机和控制器、闭路控制传感器、决定制作、目标捕获以及集成传感器等。坐标系统采用球面坐标系统，操纵器主要是控制机器人的转动；换能器在于将电能转化为机械能驱动步进马达运动；计算机和控制器的功能是按设计开始和终止操纵系统、存储观测数据并与其他系统接口；闭路控制传感器将反馈信号传送给操纵器和控制器，以进行跟踪测量；决定制作主要用于发现目标；目标捕获在于精确地照准目标；集成传感器包括采用距离、角度、温度、气压等传感器获取各种观测值。
ⅩⅥ—52 测地机器人——Leica TGA2003 长委会综合勘测局供稿
自20世纪80年代以来，测量机器人的发展分3个阶段，并对应着3种类型：第1阶段需在被测物体上设置标志，主要是以反射棱镜为合作目标，称为被动式三角测量或极坐标法测量；第2阶段是以结构光作为照准标志，即用结构光形成的点、线、栅格扫描被测物体，通过空间前方角度交会法来确定被测点的坐标，称为主动式三角测量，由2台带步进马达和CCD影像传感器的视频电子经纬仪和计算机组成；第3阶段为正在进行研制的测量机器人，它不需合作目标，根据物体的特征点、轮廓线和纹理，用影像处理的方法自动识别、匹配和照准目标，仍采用空间前方交会的原理获取物体的三维坐标及形状。需要以棱镜为合作目标的测量机器人主要用于工程或局部地形变监测以及大型工程的施工放样。若在执镜点发射信号，用以控制测量机器人快速自动地寻找目标，测量数据也可通过无线电通信在镜站显示，这可用于工程施工放样和大比例尺测图，称为单人测量系统。测量机器人的作业模式（见图）。
测量机器人作业模式示意图
第2种、第3种类型的测量机器人则主要用于三维工业测量，如飞机、轮船、轿车的外形测量，工业过程的监测和产品的质量检验与控制等。由于测量机器人具有全自动、遥测、实时、动态、精确、快速等优点，其应用领域将愈来愈广。中国已将测量机器人技术用于大坝、桥梁、滑坡的变形监测和大型工程的施工放样，但尚不能自行生产测量机器人。
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