本发明公开了一种铁路CPⅡ和CPⅢ控制网同步测量与联合平差的方法，首先在对空条件良好的位置设置CPⅡ点，CPⅡ设置有GNSS接收机和全站仪测量的棱镜。进行CPⅢ网测量时，在测站点设置全站仪，对附近的6对CPⅢ点和自由设站的CPⅡ点进行边角交会测量，CPⅡ点的GNSS接收机对附近的3个CPⅠ点进行联测，实现CPⅡ点和CPⅢ点同步测量，将全站仪测量获取的边角数据和GNSS测量获取的基线数据进行联合平差，即可得到CPⅡ点和CPⅢ点的平面坐标。本发明减少了CPⅡ点的埋设成本，即测即用，不需要对中，实现了CPⅡ点和CPⅢ点的同步测量，提高了测量效率，通过联合平差可得到CPⅢ点的坐标。