全站仪采集的数据为空间三维数据，可以提供三维坐标和三角高程信息，然而在实际处理中仍然将三维数据转化为二维数据与一维数据分开处理，即平面和高程控制分开处理，实际应用中既不能充分发挥全站仪的作用，而且又降低数据功效，影响全站仪的智能化作用及平差成果质量。三维激光扫描技术克服了传统测量技术的局限性，利用其坐标转换思想，用测量机器人来建立一种新的三维控制网。这种控制网中，测站只需精确整平、不需要对中、量取仪器高与目标高、不需后视定向，只需测得测站坐标系下目标点的水平角、竖直角、斜距，不需转化到椭球面上，直接使用，相邻两个测站至少有三个公共点进行坐标转换，统一到站心地平极坐标系中。 本文从其理论方法，内业数据处理，软件设计与实现方面来考虑，为外业软件的编制与实践中的应用做好了前期的工作。本文的主要研究内容与创新点为： (1)首先提出了利用测量机器人来建立一种新的三维控制网的方法，分析了其可行性。随着科学的进步与仪器精度的提高，这种方法将进一步展现它的优越性。 (2)在三维控制网的数据采集方面，根据精密工程的技术要求，制定了三维控制网的外业观测方案。这一方案还需下一步外业观测软件编制好后，与内业软件相结合在实践中完善。 (3)三维控制网的数据处理方面，提出了对附合与闭合导线进行数据处理的整体平差方模型，以及含有大气折光与垂差参数的平差模型、编程公式。 (4)对于法方程求解的方法，本文提出运用最小二乘与奇异值分解相结合的方法，并且用VC++语言来实现，与三维激光扫描数据处理软件Cyclone软件平差后的数据相对比，结果相一致。 (5)对于三维网数据处理的软件，本文采用Visual C++6.0与openGL三维图形软件包作为开发工具，采用Access数据库，编写了三维控制网数据处理软件。