地下铁道是城市轨道交通最主要的一种形式。在地铁工程建设过程中需要进行大量的测量工作，地铁工程测量与其他工程测量项目相比有非常鲜明的特点。地铁建在城市环境中，设计全用三维坐标解析法，并根据设计资料以三维坐标测设；地下铁道工程有严格的限界规定，地铁隧道内轨道结构均采用整体道床，轨道铺设一次到位，几乎无调整余地。因此，对施工测量精度要求较高。 隧道是地铁工程最主要的结构形式，而定向测量是地铁隧道工程测量中地下平面控制测量的最基础的工作，高精度的定向测量成果是隧道正确贯通、高质量的设备安装和轨道铺设施工的保证。而定向成果一旦出错或达不到相应的精度要求，将会给工程带来巨大的甚至是不可挽回的损失。本文就地铁隧道工程测量定向的几种主要方法：联系三角形法、全站仪测边多点后方交会法、两井定向法、陀螺经纬仪定向法，对以下方面作了研究： 1．对地铁隧道工程测量各种定向方法的原理、测量过程、适用范围、精度等进行了研究； 2．提出了利用全站仪配合反射片替代钢尺量距进行联系三角形边长测量的方法以及间接测量短边的方法； 3．对全站仪测边多点后方交会法的交会图形进行了模拟法精度分析，提出了网形优化设计的几项原则； 4．针对地下控制导线加测陀螺定向边的情况下采用helmert方差分量估计进行陀螺方位角观测值的定权进行了研究。