全站仪是大地测量仪器。它是在电子经纬仪的基础上增加了电子测距的功能。红外测距系统是全站仪的重要组成部分,它能够快速准确的测出两点之间的斜距值,并由此计算出平距、高差、高程、坐标以及放样等测量结果。随着生活质量的不断提高,人们对测距速度及精度的要求越来越高。本文通过对红外测距系统的精度及速度等的分析,对整个系统进行了改进及设计。通过阅读大量文献,对红外测距各种原理方法进行研究分析。本文提出采用相位法测距原理,它具有精度高,实现容易等特点;为了达到较大的测程及较高的测距精度,本文运用了分散的直接测尺频率方式与集中的间接测尺频率方式相结合的方法来确定测尺频率,这种方法既克服了测尺频差大,选频放大困难,抗噪能力差等缺点,同时又降低了对石英晶体振荡器频率稳定度的要求;为减少测相误差,提出采用扩角检相的设计思路,降低了因大、小角度及相位抖动带来的测相误差,提高了精度。本文对红外发射系统的自动频率控制-锁相环进行了原理分析,线性建模,及速度转换性能研究。分析了环路的锁频、锁相精度及转换速度,并进行了电荷泵锁相环电路设计,提高了系统的精度及速度。提出正交锁相环电路的设计思想,并采用MATLAB仿真软件进行了系统仿真,通过与原系统进行比较,证明其性能更加优良。另外,本文还对红外接收系统的自动增益控制电路进行了建模分析,对电路进行了改进设计,通过APD偏压电路对系统增益进行自动控制。与传统电路相比,扩大了控制范围,提高了控制精度及系统稳定性。本文在最后对整个系统进行了电路设计及软件实现,并对红外测距系统进行了检测,检测结果表明,整个系统完全符合精度要求,并且测距速度及稳定性大大提高。