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Une station totale est un instrument de topographie électronique qui mesure à la fois les angles et les distances à partir d'un seul point, puis calcule et stocke les coordonnées tridimensionnelles des cibles. Elle combine un théodolite (pour la mesure d'angle), un distancemètre électronique (EDM) et un collecteur de données en une seule unité intégrée montée sur un trépied. L'opérateur vise l'instrument sur un prisme réfléchissant ou une surface nue, appuie sur un bouton et, en quelques secondes, obtient les angles horizontaux et verticaux ainsi que la distance oblique jusqu'à ce point.

La technologie de mesure de base repose sur un laser infrarouge ou rouge qui rebondit sur un réflecteur (généralement un prisme monté sur une perche) ou directement sur une surface, l'instrument mesurant le délai pour calculer la distance. Les mesures angulaires proviennent de cercles de verre rotatifs lus par des capteurs électroniques précis à la seconde d'arc près. La plupart des stations totales modernes stockent des centaines ou des milliers de mesures dans leur mémoire interne et transmettent les données via USB ou une connexion sans fil à un logiciel de topographie sur un ordinateur ou une tablette.

Variantes courantes et enveloppe de travail

Une station totale sans réflecteur peut mesurer des distances allant jusqu'à 300 mètres ou plus directement sur des surfaces non préparées comme des parois rocheuses ou des bâtiments, éliminant ainsi le besoin d'un prisme. Les modèles sans réflecteur sacrifient une partie de la précision et de la portée, mais gagnent en rapidité et en flexibilité sur les chantiers de construction. Les stations totales robotisées ou motorisées peuvent être visées et mesurées à distance à partir d'une commande portable, ce qui est utile lorsqu'une seule personne doit travailler seule. Les instruments standard basés sur des prismes fonctionnent généralement sur des portées de 200 à 5000 mètres selon la taille du prisme et les conditions atmosphériques.

Sur les chantiers de construction, une station totale implante les positions des bâtiments, les coins de fondation et les niveaux en effectuant un calcul inverse : l'opérateur entre les coordonnées connues, et l'instrument indique aux travailleurs où placer les repères. Les géomètres les utilisent pour établir les limites de propriété et créer des cartes topographiques. La précision des instruments modernes varie d'environ 2 à 5 millimètres sur des distances de travail typiques, avec une précision angulaire de 1 ou 2 secondes d'arc sur les modèles à usage général.

Les erreurs courantes incluent une mauvaise installation du trépied (l'inclinaison ou un sol instable introduisent des erreurs systématiques d'angle et de distance), la réfraction atmosphérique (la vapeur d'eau et les gradients de température dévient légèrement le faisceau laser) et un mauvais alignement du prisme. La poussière ou l'humidité sur la lentille dégradent la mesure de distance. Le terme station totale est apparu dans les années 1970 lorsque la mesure électronique de distance et la lecture numérique d'angle ont été combinées pour la première fois dans un seul instrument compact, remplaçant les équipes de topographes qui utilisaient des théodolites et des chaînes séparés.