当前我国的交通运输基础设施建设正处在快速发展阶段，随着城镇化建设的不断推进，城市人口密度急剧增长，为缓解地面交通拥堵，修建地下轨道交通已是各大城市发展的必然选择。在隧道工程施工和运营阶段，测量工作尤为重要，它贯穿着地铁建设和运营的整个生命周期。随着测量新仪器、新方法广泛应用于洞外控制测量，由洞外控制测量引起的贯通误差大为减小，因此竖井联系测量和洞内控制测量是决定隧道贯通主要因素。为保证隧道结构的质量和安全，必须对隧道进行连续高精度变形监测。由于常规监测手段无法实时连续获得隧道结构的变形量，仅依靠人工监测已很难满足现代地铁发展速度和监测要求。针对上述问题，本文对地铁隧道控制测量和监测技术进行研究。本文主要包括以下内容:　　(1)分析了隧道控制测量误差的来源及各阶段影响权，针对各阶段误差对贯通影响权找出了贯通误差的优化配赋方法。　　(2)提出4种针对不同技术要求和施工环境的竖井平面联系测量方法，研究各方法的适用性和优缺点，通过实际工程研究应用在长距离区间隧道的联合定向方法，采用GPS、智能全站仪、天顶仪、陀螺经纬仪联合定向。　　(3)由地铁隧道空间特点，研究人工监测方法对各监测项目的具体实施及精度分析，研究液体静力监测系统用于隧道沉降监测，测量机器人用于隧道结构自动化监测的总体设计方案，监测的原理和点位布设方法，以及监测系统的运行和对已采集数据的分析。　　(4)针对隧道结构监测数据的处理，运用4种粗差探测方法，并用南京地铁二号线某区间自动化监测数据验证4种方法对粗差探测的灵敏度及精确性。在单期数据处理中提出了系统差分法消除系统误差和气象因素对观测数据的影响。曲线拟合用于多期监测数据趋势分析，结合工程探讨自适应卡尔曼滤波的沉降变形监测数据估计方法。