轨道控制网(CPⅢ)为高速铁路的轨道铺设及运营维护提供平面及高程基准。以《高速铁路工程测量规范》(以下简称《规范》)中关于CPⅢ控制网的精度特点,网形及观测方法,平差计算方法为主要研究对象,对CPⅢ控制网需要改进的部分进行探讨。提出了提高CPⅢ控制网外业观测效率和精度的方法。通过分析CPⅢ控制网观测数据的特点及数据处理方法,对平差程序进行了设计与开发。本文主要研究内容如下：第一,对CPⅢ平面控制网的观测方法及观测网形进行分析。CPⅢ平面网精度要求高,观测时间紧,采用自由测站边角交会法测量,一般每测站移动约120m,可以保证控制网高精度的要求,且效率较高。但困难条件下每测站只能移动约60m,效率较低。针对困难条件下控制网的观测效率偏低的情况,本文对现有的观测网形进行变化,提出了双测站间距120m的观测网形,一定程度上提高了观测效率。第二,分析了CPⅢ高程控制测量使用的一般方法及观测网形。现有的CPⅢ水准测量一般采用矩形环单程水准网构网观测,这种方法可以满足CPⅢ高程网的精度要求,但观测效率还有提升空间。本文从提高测量效率及降低观测者劳动强度的角度出发,提出了X型法及Z型法构网方式观测。第三,分别全面分析了CPⅢ平面控制网及高程控制网的平差原理及方法。介绍了从原始观测数据至平差成果的整套流程。以平面控制网为重点,内容包括观测数据的预处理,边长观测值的两化改正计算,概略坐标的计算方法,误差方程的列立,观测值的定权方法,平差成果的精度评定。第四,对CPⅢ控制网数据处理过程中的若干问题进行了探讨。结合计算机和平差原理的特点,讨论了适合电算的CPⅢ控制网平差方法。介绍了史赖伯法则及其在CPⅢ控制网平差中的应用,控制网平差过程的优化方法,附加系统参数的平差方法,粗差探测方法及其在平差时的应用。第五,介绍了依据本文的数据处理方法编制的平面及高程平差程序,验证了其正确性及实用性。结合本文介绍的相关数据处理理论,对CPⅢ平面网的实测数据平差成果进行了分析,结果表明边长中误差计算公式的不同对平差成果影响可以忽略,同时应采用Helmert方差分量估计定权合理评定观测成果的质量。