全站仪改变了传统的测量思路，直接测定点位的三维坐标。全站仪的平面定位精度一般能够满足各方面应用的需要，但其高程的利用一直是个广泛探讨的课题。本文从分析全站仪的定位精度着手，着重研究提高全站仪三角高程精度的理论和方法。 首先，在全站仪的平面定位精度方面，指出方向、距离归化计算和坐标转换的重要性，给出单交点非对称型平曲线坐标的计算公式，导出极坐标定位法平面坐标和点位中误差的计算公式，并分析中误差的主要影响因素。 其次，在全站仪的三角高程精度方面，把折光系数作为时间和方向变量，根据全站仪三角高程单向观测法、对向观测法和中间观测法高差以及单向观测法挠度的计算公式，导出高差和挠度中误差的计算公式，并对中误差进行了详细分析和深入讨论。 再者，根据大气折光的变化特点，导出大气折光系数中误差的计算公式，分析影响大气折光系数测定精度的主要因素。并以地形、时段、气温和气压为网络输入，大气折光系数为网络输出，建立了大气折光系数的人工神经网络模型，实现大气折光系数的实时改正。实施有效的大气折光系数实时改正，成为提高全站仪精密三角高程精度的关键。 最后，结合南里渡大桥的拱肋吊装施工，根据现场地形、地质和地物等情况，建立了独立的桥梁施工三维坐标控制网，并采用极坐标单向观测法对拱肋吊装全过程实施了切实可行的精密定位。此外，还建立了拱肋标高和扣索索力的人工神经网络模型。 随着全站仪的日臻完善，采用高精度全站仪三维坐标法对桥梁施工进行定位，其测定精度可以满足桥梁质量检验评定标准的要求。三维坐标定位法测定环节少，测定时间短，能够大大加快桥梁施工进度。