TCA2003是目前世界上最高精度的全站仪之一，以其独有的智能化、自动化功能，在精密工程测量、变形监测以及机械引导控制等应用领域中得到了广泛应用。本文结合苏通大桥主桥钢箱梁安装，重点研究基于TCA2003全站仪的几何测控方法，并开发了相应的技术软件，满足苏通大桥悬臂梁安装夜间作业和动态观测的特殊要求，从而更有效地为梁段安装与线形调整提供依据。本文的主要研究内容及结论如下： (1)分析了影响苏通大桥钢箱梁几何测控的各种因素及测控的技术难点。介绍了目前钢箱梁几何测控的一些常用方法，并指出了常规测量方法在长悬臂钢箱梁安装过程中的不适应性，提出基于现代先进观测仪器TCA2003的钢箱梁安装几何测控方法，充分利用TCA2003的高精度以及二次开发功能，结合苏通大桥的具体情况，研发适宜的软件。 (2)探讨了基于TCA2003多自由设站的局部测量方法。在多次设站并随意输入测站坐标并以梁段轴线为后视方向的条件下，通过坐标转换获取梁段控制点在同一局部坐标系下的坐标，并开发了相应的TCA2003机载软件。该方法的优点在于自动化程度高，而且方便有效。实例分析表明，该方法能在复杂作业环境下快速获取已安装梁段和当前安装梁段之间夹角和主梁定线的状况。 (3)探讨了基于TCA2003三维极坐标法的全局测量方法。在考虑主梁施工加密控制网坐标起算误差的情况下，完整地估算了三维极坐标法进行全局测量的精度。计算表明，该方法比常规水准测量方法具有更好的实时性和可靠性，能为大型斜拉桥主梁施工控制体系提供快速、准确的主梁线形信息。 (4)开发了基于TCA2003-GeoCOM的自动监测软件。在深入分析GeoCOM接口技术的基础上，利用VB和Access数据库对TCA2003进行了二次开发，并利用小视场功能解决了自动观测中出现的多目标问题。经过软件的调试和主桥现场的一些试验，初步实现了该自动监测软件高精度、智能化的目标，具有一定的实用价值。