在码头、港口以及大型跨江、跨海桥梁工程的建设过程中打桩定位是必不可少的一个重要环节。在GPS尚未成熟的应用到打桩定位的时候,主要是使用经纬仪交会等方法来确定桩的方位和坐标。随着GPS定位技术的发展,实时载波差分定位技术不断成熟,为打桩定位提供了新的研究手段,近年来基于GPS-RTK技术和基于网络RTK技术的打桩定位方法得到了发展和广泛应用。GPS定位相比传统方法要更快速便捷,也解决了远离岸边打桩定位的问题,同时由于RTK技术自动化观测消除了时间差的影响,所以精度也得到大大提高。但是检测GPS打桩系统安装和设置是否正确以及当在近岸浅滩大型打桩船无法到达时进行打桩定位仍需借助传统定位手段,而由于经纬仪交会法的效率以及精度等方面的限制不能满足要求,需要有必要研究使用全站仪作为测量工具,利用它快捷、方便且可以直接测定坐标的特点,同时利用目前许多全站仪的无棱镜反射定位功能,测定桩体上数个点的坐标或者某些需要的方向,然后通过这些点的几何关系,确定桩体的轴向、设计高程面坐标以及桩顶最低点高程,从而达到对桩体定位定向的目的。基于以上背景,综合起来,本文主要做了以下几方面工作:1)在查阅大量国内外文献的基础上,对打桩定位的发展和研究现状进行了系统回顾和总结。2)提出四种全站仪定位的数学模型(四点法、四方向法、切面距离法、母线切线法),并通过多次试验分析,验证了理论模型的正确性;3)使用MATLAB语言编制了定位系统软件,利用计算机与全站仪的实时通讯,并实现程序的可视化操作;4)利用误差分析理论对各种模型定位结果进行误差分析研究,为指导实际工作提供理论支持。