GPS又稱為全球定位系統(tǒng)(Global Positioning SystemGPS)是美國從上世紀70年代開始研制歷時20年耗資200億美元于1994年3月完成其整體部署實現(xiàn)其全天候、高精度和全球的覆蓋能力現(xiàn)在GPS于現(xiàn)代通信技術相結合使得測定地球表面三維坐標的方法叢靜態(tài)發(fā)展到動態(tài)叢數(shù)據(jù)后處理發(fā)展到實時的定位與導航極大地擴展了它地應用廣度和深度。載波相位差分法GPS技術可以極大提高相對定位精度。在小范圍內(nèi)可以達到厘米級精度。此外由于GPS測量技術對測點間地通視和幾何圖形等方面地要求比常規(guī)測量方法靈活、方便已完全可以用來施測各種等級地控制網(wǎng)。GPS全站儀的反展在地形和土地測量以及各種工程、變形、;地表沉陷監(jiān)測中已經(jīng)得到廣泛應用在精度、效率、成本等方面顯示出巨大的優(yōu)越性。 
　　(1)GPS系統(tǒng)的組成
　　GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分—GPS衛(wèi)星星座;地面控制部分—地面監(jiān)控系統(tǒng);用戶設備部分—GPS信號接收機。
　　GPS衛(wèi)星星座：
　　由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成GPS衛(wèi)星星座記作(21+3)GPS星座。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面內(nèi)軌道傾角為55度各個軌道平面之間相距60度即軌道的升交點赤經(jīng)各相差60度。每個軌道平面內(nèi)各顆衛(wèi)星之間的升交角距相差90度一軌道平面上的衛(wèi)星比西邊相鄰軌道平面上的相應衛(wèi)星超前30度。
　　在兩萬公里高空的GPS衛(wèi)星當?shù)厍驅�恒星來說自轉一周時它們繞地球運行二周即繞地球一周的時間為12恒星時。這樣對于地面觀測者來說每天將提前4分鐘見到同一顆GPS衛(wèi)星。位于地平線以上的衛(wèi)星顆數(shù)隨著時間和地點的不同而不同最少可見到4顆最多可見到11顆。在用GPS信號導航定位時為了結算測站的三維坐標必須觀測4顆GPS衛(wèi)星稱為定位星座。這4顆衛(wèi)星在觀測過程中的幾何位置分布對定位精度有一定的影響。對于某地某時甚至不能測得精確的點位坐標這種時間段叫做“間隙段”。但這種時間間隙段是很短暫的并不影響全球絕大多數(shù)地方的全天候、高精度、連續(xù)實時的導航定位測量。GPS工作衛(wèi)星的編號和試驗衛(wèi)星基本相同。
　　地面監(jiān)控系統(tǒng)：
　　對于導航定位來說GPS衛(wèi)星是一動態(tài)已知點。星的位置是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷—描述衛(wèi)星運動及其軌道的的參數(shù)算得的。每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。衛(wèi)星上的各種設備是否正常工作以及衛(wèi)星是否一直沿著預定軌道運行都要由地面設備進行監(jiān)測和控制。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時間標準—GPS時間系統(tǒng)。這就需要地面站監(jiān)測各顆衛(wèi)星的時間求出鐘差。然后由地面注入站發(fā)給衛(wèi)星衛(wèi)星再由導航電文發(fā)給用戶設備。GPS工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站。
　　(2)GPS的定位原理
　　GPS的基本定位原理是：衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時間信息用戶接收到這些信息后經(jīng)過計算求出接收機的三維位置三維方向以及運動速度和時間信息。
　　(3)GPS系統(tǒng)的特點
　　GPS系統(tǒng)具有以下主要特點：高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛等。
　　定位精度高應用實踐已經(jīng)證明GPS相對定位精度在 50KM以內(nèi)可達10-6100-500KM可達10-71000KM可達10-9。在300-1500M工程精密定位中1小時以上觀測的解其平面其平面位置誤差小于1mm與ME-5000電磁波測距儀測定得邊長比較其邊長較差最大為0.5mm校差中誤差為0.3mm。
　　觀測時間短隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善軟件的不斷更新目前20KM以內(nèi)相對靜態(tài)定位僅需15-20分鐘;快速靜態(tài)相對定位測量時當每個流動站與基準站相距在15KM以內(nèi)時流動站觀測時間只需1-2分鐘然后可隨時定位每站觀測只需幾秒鐘。
　　測站間無須通視GPS測量不要求測站之間互相通視只需測站上空開闊即可因此可節(jié)省大量的造標費用。由于無需點間通視點位位置可根據(jù)需要可稀可密使選點工作甚為靈活也可省去經(jīng)典大地網(wǎng)中的傳算點、過渡點的測量工作。
　　可提供三維坐標經(jīng)典大地測量將平面與高程采用不同方法分別施測。GPS可同時精確測定測站點的三維坐標。目前GPS水準可滿足四等水準測量的精度。
　　操作簡便隨著GPS接收機不斷改進自動化程度越來越高有的已達“傻瓜化”的程度;接收機的體積越來越小重量越來越輕極大地減輕測量工作者的工作緊張程度和勞動強度。使野外工作變得輕松愉快。
　　全天候作業(yè)目前GPS觀測可在一天24小時內(nèi)的任何時間進行不受陰天黑夜、起霧刮風、下雨下雪等氣候的影響功能多、應用廣。