GPS技术，作为美国的全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS），从上世纪70年代开始研制，历经二十年的时间和巨额的投资，终于在1994年完成了全球覆盖能力的构建。这项技术结合了现代通信技术，将地球表面的三维坐标测定方法从静态推向动态，从数据后处理发展成实时的定位与导航，极大地扩展了其应用的广度和深度。其中的载波相位差分法GPS技术，能够极大地提升相对定位精度，甚至在小范围内达到厘米级的高精度。
GPS系统主要由三大部分组成：空间部分的GPS卫星星座，地面控制部分的地面监控系统，以及用户设备部分的GPS信号接收机。
GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成，它们均匀地分布在6个轨道平面内。这些卫星的轨道倾角为55度，各个轨道平面之间相距60度。在同一轨道平面内，各颗卫星之间的升交角距相差90度，而且一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。这使得GPS系统在地球上的任何地方都能提供全天候、高精度的导航和定位服务。
地面监控系统是GPS系统的“大脑”。这个系统负责监测和控制卫星的工作状态，提供卫星星历和时钟信息。地面监控系统还负责保持各颗卫星的时间同步，确保GPS时间的准确性。
GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后经过计算，求出接收机的三维位置、三维方向、运动速度和时间信息。这使得GPS系统具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等特点。
实际应用中，GPS系统的定位精度令人惊叹。在50KM以内的相对定位精度可达10-6，甚至在更远的距离上也能达到非常高的精度。观测时间也大大缩短，随着GPS系统的不断完善和软件的不断更新，现在20KM以内的相对静态定位只需15-20分钟，快速静态相对定位测量时流动站的观测时间只需1-2分钟。
GPS测量的一大优势是测站间无须通视。这一特点极大地简化了测量过程，节省了造标费用。由于无需点间通视，选点工作更为灵活，可以省去经典大地网中的传算点、过渡点的测量工作。GPS还可以提供三维坐标，满足四等水准测量的精度要求。随着GPS接收机的不断改进，操作更为简便，使野外工作变得轻松愉悦。
GPS技术以其高精度、高效率、灵活便捷的特点，已经深入到各个领域，从地形和土地测量到各种工程、变形和地表沉陷监测等领域都能见到它的身影。全天候作业已成为现实，GPS观测不受时间限制，一天24小时内的任何时刻均可进行。无论天空被阴云笼罩、黑夜降临，或是雾气弥漫、风雨交加，甚至是下雪环境，都不会对GPS观测产生任何阻碍。其强大的功能及广泛的应用领域，使得GPS技术在现代生活中发挥着越来越重要的作用。无论是陆地、海洋还是空中，GPS技术都在全天候作业中展现出其卓越的可靠性和稳定性。