Topografinė nuotrauka – tai grafinis sklypo vaizdas stambiu masteliu. Gamyboje naudojami įvairių konstrukcijų nekintamos bazės toliamačiai. Dvigubo vaizdo nekintumo kampo toliamačiuose, prieš žiūrono objektyvą yra optinis pleištas, dengiantis pusę matymo lauko. Jei šviesos spindulys eina pro pleištu neuždengtą erdvę, tinklelio sankryžos taškas projektuojamas matuoklė taške M. Taško m, projektuojamo pro optinį pleištą, vaizdas matyti padėtyje M’. Todėl žiūrono matymo lauke matyti du to paties taško vaizdai, perstumti atstumu l. Kadangi kampas (p nekintamas, atstumas l keičiasi ir priklauso nuo atstumo L. Matuojamas atstumas.
Optinio pleišto laužimo kampas yra toks. Plačiau gamyboje naudojamas nekintamo kampo dvigubo vaizdo toliamatis HHP-OG („DNR-06“). Dvigubo vaizdo optiniai toliamačiai naudojami sudarant topografinių nuotraukų horizontalųjį pagrindą.
Elektroniniais toliamačiais atstumas randamas matuojant elektromagnetinių virpesių sklidimo laiką t nuo prietaiso iki reflektoriaus ir atgal. Jei elektromagnetinių bangų sklidimo greitis atmosferoje yra 0, atstumas S.
Elektromagnetinės bangos pagal ilgį skirstomos į: radijo, optinių bangų, rentgeno ir gama spindulių diapazonus. Geodezijoje atstumams matuoti daugiausia naudojamos optinės ir radijo bangos. Pagal bangų diapazoną elektroniniai toliamačiai skirstomi į šviesos (elektrooptinius) ir radijo. Pirmieji elektroniniai toliamačiai sukurti ir pagaminti šio amžiaus penktojo dešimtmečio pradžioje. Šviesos toliamatis sukonstruotas Švedijoje ir pavadintas geodimetru. Pirmasis radijo toliamatis — telurometras pagamintas Pietų Afrikos Respublikoje. Elektroniniai šviesos toliamačiai plačiau naudojami.
Topografija – tai geodezijos mokslo šaka, tirianti žemės paviršių, kitaip tariant kurianti žemės paviršiaus matavimo nuotraukas.
Šviesos toliamačiuose energijos šaltinis gali būti matomi šviesos (lazerio) bei infraraudonieji ir ultravioletiniai spinduliai. Tačiau dažniausiai naudojami šviesos (elektrooptiniai toliamačiai, kuriuose panaudojama šviesos energija. Šviesos bangų sklidimo greitis išrėiskiamas formule šviesos bangų sklidimo greitis vakuume, lygus 299792458i1,2 m/s; n — atmosferos lūžio rodiklis, kuris priklauso nuo slėgio, temperatūros ir drėgmės. Todėl, matuojant šviesos toliamačiais, būtina koreguoti matavimų rezultatus, t. y. Reikia atsižvelgti į atmosferos sąlygas.
Šviesos bangų sklidimo trukmė nustatoma impulsiniu, faziniu ir kombinuotu metodais, Todėl ir elektroniniai toliamačiai skirstomi į impulsinius, fazinius ir kombinuotus.
Impulsinių toliamačių esmė ta, kad siųstuvu, esančių linijos pradžioje, siunčiamas trumpas stiprus šviesos impulsas į linijos gale esantį reflektorių. Nuo reflektoriaus atsispindėjęs signalas, nuėjęs dvigubą matuojamą atstumą, patenka į imtuvą, esantį greta siųstuvo, ir laiko indikatoriumi perduodama informacija apie matuojamą atstumą. Laiko matavimo tikslumo paklaida yra
1—10 ns (nanosekundžių). Todėl galima išmatuoti 15 km atstumą su 0,3 m absoliučia arba 150 000 santykine paklaida. Norint padidinti šio tipo toliamačių tikslumą, reikia padidinti impulsų laiko matavimo tikslumą vidutiniškai 1—10 ps (pikosekundės), bet tai kol kas sunkiai padaroma. Todėl impulsiniai toliamačiai geodezijoje nelabai plačiai naudojami.
Faziniuose šviesos toliamačiuose vietoj laiko indikatoriaus yra fazių skirtumo indikatorius. Faziniai toliamačiai yra dvejopi: su palaipsniui kintančiu ir nekintamu virpesių dažniu.
Pirmojo tipo šviesos toliamačių virpesių dažnis moduliuojamas, kol dvigubame matuojamame atstume telpa sveikas bangų skaičius. Jį galima skaičiuoti keičiant virpesių dažnį taip, kad dvigubame matuojamame atstume tilptų kitas pilnų bangų skaičius, lygus buvusiam plius n. Tačiau n žinomas skaičius.
Geodezijoje plačiausiai naudojami faziniai šviesos toliamačiai su nekintamu virpesių dažniu. Šio metodo esmė ta, kad prietaiso skleidžiami nenutrūkstami virpesiai nukreipiami dviem kryptimis link reflektoriaus matuojamos linijos gale ir į prietaise esantį fazių skirtumų indikatorių. Dalis šviesos energijos, atsispindėjusi nuo reflektoriaus, taip pat patenka į fazių skirtumų indikatorių. Indikatoriuje susitinka du nenutrūkstamų virpesių srautai, kurių fazių skirtumas išmatuojamas. Dvigubame matuojamame atstume yra sveikas bangų skaičius ir trupmeninė dalis.
Topografinė nuotrauka – Kiekvienas atstumas matuojamas esant trims skirtingiems virpesių dažniams. Kombinuotiems šviesos toliamačiams impulsinis metodas taikomas matuojant atstumus apytiksliai, 0 fazinis tiksliai. Atstumo matavimo vidutinė kvadratinė paklaida šviesos toliamačio konstanta, kuri priklauso nuo prietaiso vidinių parametrų ir yra 0,5—20 mm; koeficientas, kuris priklauso nuo toliamačio tipo ir yra nuo 1 iki 20 mm.
Daugelis šviesos toliamačių tvirtinami ant teodolito žiūrono arba jo atramų, nes jie neturi vizavimo įtaiso. Šviesos toliamačio komplekto dalis yra reflektorius, kurį sudaro ant stovo sumontuotų nuo 1 iki 11 prizmių arba veidrodžių. Kuo ilgesnė linija, tuo daugiau naudojama prizmių arba veidrodžių.
Didelio tikslumo šviesos toliamatis „TOPAZ SP—2“ tai naujos konstrukcijos prietaisas, skirtas topografiniams šviesos toliamačiams kalibruoti, tiksliems atstumams matuoti inžinerinėje geodezijoje, horizontalioms pastatų deformacijoms stebėti. Šviesos toliamačiai plačiausiai naudojami sudarant horizontaųjį geodezinį pagrindą.