本文主要针对现代测绘技术下的系统误差处理问题，首先研究了基于Helmert方差分量估计的半参数回归模型，同时，结合大地测量实际问题，构造了多种求解该模型的有效算法，最后通过若干数值模拟和实例应用分析了其可行性和有效性，完善和发展了半参数回归模型在测绘领域中的应用。 其中，本文主要研究了以下几方面工作： 1.系统分析了测绘新技术下系统误差的研究背景，重点回顾了平差模型、半参数回归模型及平差随机模型的验后估计的研究现状。 2.简要介绍了半参数回归模型、Helmert方差分量估计及半参数回归模型虚拟观测值解法的基本原理。 3.针对补偿最小二乘解法的不足，利用区域化变量理论和Helmert方差分量估计，构造了基于半变异函数的半参数虚拟解法，并在GPS高程拟合中成功应用，效果显著。 4.借鉴拟合推估理论和方法的新发展，提出了基于Helmert方差分量估计的半参数回归模型两步极小估计法，实现对系统误差的分步建模，提高了参数估计的精度，并通过数值模拟分析了两步极小估计的原理，证明了算法的可行性和合理性。 5.顾及到半参数回归模型的不适定性，结合大地测量中的实际情况，提出了具有先验信息约束的半参数回归模型。基于Helmert方差分量估计，分别研究了附等式和不等式约束下的具体算法，并构造了其自由网平差算法；最后，通过模拟分析，说明了算法的必要性和有效性。