大跨度拱桥无论是在施工期间还是在运营维护期间都承受着各种因素的干扰，诸如安装的失误、遭遇恶劣天气以及繁重的交通压力等等很多不可预估的影响，它们给桥梁的质量和结构的安全带来极大的威胁。所以，实施实时动态监测已经成为维护大跨度拱桥的必要手段，而集成自动化监测、变形预测和模态参数识别等功能的监测系统必将成为未来研究大跨度拱桥监测的重要方向。本文基于测量机器人提供的GeoCOM接口技术，主要论述了建立完善的监测系统所需要的基础原理、重点环节和关键技术。包括监测控制网的基准、监测的影响因素、数据的处理分析环节、基于时间序列的预测分析和模态参数的识别以及GeoCOM接口技术开发的原理和流程等内容。在监测控制网建立部分讨论了两种平面基准的转换方法以及四种适用于桥梁监测的高程基准拟合方法；在监测基本原理中主要介绍全站仪三角高程以及测平面坐标的原理，重点研究了怎么样消除大气折光的影响；在数据处理环节，提出了“跳跃点”法代替传统的方法剔除粗差，并且结合实例提供一种能较好地表达桥梁形态变形的计算方法，即把拱度变化和中轴线偏移作为成果数据；基于时间序列的分析和预测主要讲述了建立平稳的时间序列所需要的步骤并且举例说明采用AR模型进行预测的效果，随后又对ITD法进行模态参数进行了简单的分析；最后，作为最为核心的基于GeoCOM接口技术的开发环节，本文主要从其原理、主要流程和功能详细设计进行了论述和研究，为自动化监测系统的建立提供了扎实的理论基础。