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针对地铁保护区自动化监测系统测量结果易受温度、湿度、气压、大气折光和列车振动等因素影响的问题，而对某一因素进行测定分析是极为困难的，本文提出了一种改进的极坐标二次基准实时差分方法。基于新方法构建了自动化监测系统并进行精度评估，案例分析表明，新方法可有效削弱外部环境因素对测量结果的影响，能够精确获取监测点三维坐标信息，进一步提高了自动化监测系统的监测精度，能够更加精准反馈地铁外部施工对轨道交通结构变形的影响。