相位式光電測距儀是一種間接測定時(shí)間的光電測距儀，通常用于高精度的測量。基本原理是由光源發(fā)出的光通過調(diào)制器后，成為光強(qiáng)隨高頻信號變化的調(diào)制光。通過測量調(diào)制光在待測距離上往返傳播的相位差φ來解算距離。
    由光源所發(fā)出的光波（紅外光或激光），進(jìn)入調(diào)制器后，被來自主控振蕩器（簡稱主振）的高頻測距信號所調(diào)制，成為調(diào)幅波。這種調(diào)幅波經(jīng)外光路進(jìn)入接收器，會聚在光電器件上，光信號立即轉(zhuǎn)化為電信號。這個(gè)電信號就是調(diào)幅波往返于測線后經(jīng)過解調(diào)的高頗測距信號，它的相位已延遲了。
    這個(gè)高頻測距信號與來自本機(jī)振蕩器（簡稱本振）的高頻信號經(jīng)測距信號混頻器進(jìn)行光電混頻，經(jīng)過選頻放大后得到一個(gè)低頻測距信號，用表示。仍保留了高頻測距信號原有的相位延遲。為了進(jìn)行比相，主振高頻測距信號的一部分稱為參考信號與本振高頻信號同時(shí)送入?yún)⒖夹盘柣祛l器，經(jīng)過選頻放大后，得到可作為比相基準(zhǔn)的低頻參考信號，表示，由于沒有經(jīng)過往返測線的路程，所以不存在象中產(chǎn)生的那一相位延遲。因此，和同時(shí)送人相位器采用數(shù)字測相技術(shù)進(jìn)行相位比較，在顯示器上將顯示出測距信號往返于測線的相位延遲結(jié)果。
    當(dāng)采用一個(gè)測尺頻率時(shí)，顯示器上就只有不足一周的相位差所相應(yīng)的測距尾數(shù)，超過一周的整周數(shù)所相應(yīng)的測距整尺數(shù)就無法知道，為此，相位式測距儀的主振和本振二個(gè)部件中還包含一組粗測尺的振蕩頻率，即主振頻率和本振頻率。如前所述，若用粗測尺頻率進(jìn)行同樣的測量，把精測尺與一組粗測尺的結(jié)果組合起來，就能得到整個(gè)待測距離的數(shù)值了。這就是相位式光電測距儀的工作原理。