近接既有线的新建地下轨道交通工程及大型市政工程、工民建基坑工程的施工可能使地铁结构及轨道产生位移变形,从而可能对地铁安全运营产生影响；因此,在近接既有线的施工中对既有线路进行隧道结构及轨道变形等进行监测,对保证地铁安全运行具有重大意义。本文以所承担的广州地铁部分既有线变形监测任务为背景,介绍了变形监测常用的全站仪、静力水准仪、巴赛特收敛系统、固定式自动测斜仪等位移监测技术,方法并进行了比较,分析了各种方法在应用于海珠广场隧道变形监测中的优缺点,设计了采用徕卡全站仪检测机器人的监测方案并加以实现。针对现有系统不具备远程传输的缺点,分析了远程传输的方案、设计了相应的软硬件系统,实现了监测数据的实时远程传输,从而使整个系统的自动化水平达到了国内先进水平。系统以Leica TCA2003型全站仪(俗称测量机器人)为核心,设计了利用测量机器人的自动目标识别ATR(Automatic Target Recognition)功能进行变形监测的布设方式,借助其GEOCOM开发环境开发了基于GPRS的远程自动上报子系统。系统经1年运行,工作稳定、测量精度高、数据准确及时,得到业主肯定。论文主要以下几部分组成：首先,对目前国内外隧道变形监测方法及相关设备进行分析,结合目前隧道施工特点提出本系统研制的必要性。对本系统设计涉及的相关技术进行了详细阐述。其次介绍本系统的整体设计方案,对各模块的功能、结构和主要工作原理进行了论述。然后介绍了系统在施工现场实际应用情况,并对试验数据进行分析,总结系统应用的长处和不足之处。最后总结了系统设计所取得的成果,提出尚需要改进和进一步研究之处。