在空之间的技术中，卫星导航定位技术已基本取代无线电导航、天文测量和传统大地测量技术，成为人类活动中广泛应用的导航定位技术。它在准确性、实时性和全天候方面对该领域产生了革命性的影响。
由于其全球性、全天候、高精度和实时性的特点，GPS被广泛应用于各个领域。目前，需求正朝着多学科技术集成的方向发展，以提高GPS的可靠性、经济性、快速性和高精度。充分利用GPS技术仍然是国家和广大用户的迫切要求。目前，近几年用户的需求主要体现在以下几个方面:
1.GPS技术与其他信息源集成，应用于智能交通系统、港口码头信息调度管理系统、困难特殊行业的调度系统，如车辆自主导航系统、集装箱管理系统、仓储数据库管理系统、危险品运输与仓储管理系统等。由GPS技术、GIS技术和车载电子技术相结合而形成。
2.GPS技术的应用也与卫星通信密切相关。特别是GPS差分和完备性服务信息可以传递给世界各地的移动用户，包括沙漠地区的广大用户。是提高使用效率和可靠性的必要措施，也是特殊用户监护救生的好办法。
3.GPS技术的高时间空分辨率数据在测绘、地震监测、大气物理探测、地球重力场探测、工程监测等方面具有发展前景。
4.对于实时用户来说，使用GPS技术时迫切需要解决完整性问题。
5.对于测量用户来说，迫切需要解决统一基准的问题，使空之间的定位参考系一致或方便合理的转换。
一、GPS服务体系建设内容
面对GPS的广泛应用，为了使用户能够长期、安全、经济、有效地利用GPS资源，规范GPS的应用和发展，有必要系统地建立一个多功能的GPS综合服务系统。这样构建的系统直接服务于各行各业的用户，满足他们在各个领域毫米、厘米、分米，甚至米、十米、几十米的实时、准实时、快速、事后、动态或静态的需求。用户范围将继续扩大:
地球动力学、大地测量学、工程测量、地球物理资源勘探、气象学、空物理学；
城市测绘管理、土地管理、城市规划、地籍管理；
GIS、RS、航空空摄影、智能交通、机器人、车辆自主导航、船舶导航、航空空导航、航天测控、车载导航；
紧急救援、安全、监控和报警；
信息监测、大坝监测、精准农业、农业飞行防御、林业资源监测、环境监测、防灾减灾；
精确定时，电力系统定时同步，个人通讯，个人电脑，相机，手表，旅行等。
多功能综合GPS服务系统的建设主要包括三个方面:
1.建立GPS连续运行参考站。
“九五”期间，国家测绘局、中国科学院、交通部、中国地震局和总参测绘局在全国建立了30多个GPS连续跟踪站。他们在管理和技术方面积累了丰富的经验，但也存在设备老化、管理技术标准不一、部门分割等问题。
GPS连续运行参考站的建设应着眼于满足未来5 ~ 10年科研、生产和技术发展的需求。数据共享，统一技术标准，多数据通信链路；基站网要基本覆盖全国，分布密度略有不同，覆盖全国主要大中城市，兼顾地壳块体。既能满足科研需要，又能满足经济发达地区优先，从而形成高精度、全天候、实时、稳定运行的多部门、多领域、多用途GPS多功能服务系统的基本框架设施。
2.建立GPS数据处理和分析中心。
GPS数据处理分析中心主要接收各参考站的观测数据，对数据进行存储和处理，获取满足不同用户需求的数据信息和成果。GPS数据处理与分析中心主要负责系统维护软件、系统数据库管理软件、系统服务软件、系统运行模式、应用软件开发和数据结果分析的研究与更新，提供数据信息和导航定位服务，参与全球地学等领域的国际合作。GPS数据处理分析中心必须建立相应的技术标准、数据交换标准、服务标准等。，能够促进和推动区域用户对精确定位、快速实时定位导航的需求，及时满足国土测绘、城市规划建设、环境监测、防灾减灾、国土空交通监控等现代信息管理的需求。同时根据需要对国家基准站的数据进行处理分析，完成具体业务(如地震监测预报、电离层监测预报、灾害性气候预报等。).3.建立通信链路系统。
通信系统是连接参考站、GPS数据处理分析中心和用户的纽带。包括将GPS参考站的观测数据传输到GPS数据处理分析中心，实现数据的实时监测和处理，GPS差分改正信息的实时广播，GPS数据的互联网发布和应用效果的反馈等。通信链路系统是GPS产业服务基础设施的重要组成部分，通信链路所采用的技术是发展规划中的重要因素。
参考站←→数据处理分析中心、数据处理分析中心→用户信息服务中心之间的工作链路应采用可靠、宽带、经济的专用通信方式，主要包括互联网、DDN专线、VSAT、PSTN、微波等。
在用户信息服务中心→导航定位，RTK用户的服务链路，要考虑便捷、低成本、大容量的多类型通信链路。有:RDS广播、数字卫星广播、UHF/VHF、互联网、GSM、CDMA等。
GPS数据处理分析中心及其提供的数据信息和服务将构成整个GPS服务系统的中心，并将为用户提供各种服务信息:
并建立和维护空坐标的全国统一高精度动态参考框架，与国际地球坐标系参考框架(ITRF)相衔接。
中国大地水准面模型及参数，国家坐标系转换参数等。
国家区域GPS卫星精密星历
GPS和跟踪站(接收器)之间的时钟差异信息。
提供电离层信息。
为全国广域差分GPS系统提供数据信息服务
基准站坐标和位移率。
维护时间的准确性
数据库系统
二。国家测绘局GPS服务系统建设
国家测绘局是最早引进GPS定位技术的部门，非常重视将这项技术付诸实践。在GPS应用的诸多领域和环节都有着丰富的技术储备和理论水平。在关注GPS应用的同时，也非常注重空之间定位基础设施的建设，紧跟国际发展方向。“八五”期间完成了国家高精度GPS空定位网(818点)的复测和国家精密水准网(13万公里)的复测。“九五”期间，完成了国家GPS跟踪站网和数据处理中心建设、中国地壳观测网建设、国家大地水准面精化、国家垂直形变分析、GPS广域差分工程试验和GPS卫星精度。这些都是空之间技术发展和空之间实现精确对地观测系统(GPS+RS)最基础的工作。因此，国家测绘局的GPS服务系统将逐步建设和完善。
1.GPS跟踪站网建设
在国家测绘局GPS服务系统空定位基础设施中，目前已建立8个GPS跟踪站，其中4个纳入国际IGS观测站，5个跟踪站参与中国基准网地壳运动观测网的观测。国家测绘局的GPS跟踪站分布在海口、北京、哈尔滨、乌鲁木齐、Xi、西宁、拉萨和武汉。下图是我国GPS连续运行站的分布情况。
通过借鉴美国和德国GPS跟踪站建设的经验，结合我国的实际情况，拟定了一套建设我国自己的GPS跟踪站的设想。同时，考虑到经济状况，提出了我国GPS跟踪站的基本框架:
GPS接收机和抗干扰天线
自动气象收集器
通信设备(调制解调器、VSAT卫星)
计算机控制设备
太阳能电池系统
车站跟踪控制管理软件
2.GPS数据处理和分析中心
在北京国家基础地理信息中心设立了GPS数据处理分析中心，负责协调、管理和维护连续运行的GPS跟踪站，采集跟踪站的数据信息，按照标准对采集的数据信息进行处理，并将符合标准的结果在互联网上发布，满足精确定位用户和不同用户的需求。同时通过数据处理检测GPS卫星和跟踪站组成的框架系统的基准变化，以保持数据框架的不断更新。并维护建立国家动态地心参考框架，开展GPS数据处理分析、快速跟踪预报、发布GPS数据产品、定期公告各站运行状态等工作。
GPS数据处理分析中心作为GPS服务系统的枢纽，具有很高的数据处理和分析能力。目前，数据中心采用瑞士的BERNESE和美国的GAMIT作为基本的GPS数据处理软件。这两类软件在世界范围内都比较知名，经过多年的发展和完善，已经形成了自己的软件包。另外，我国的测绘工作者对这两种软件进行了长期的培训和学习，对软件的掌握程度也非常高。所以选择这两种软件非常适合在国内应用。1999年，国家测绘局颁布了《GPS跟踪站管理技术规定(试行)》。GPS跟踪站的管理变得规范化和自动化，在目前的数据通信链路中可以很好地支持数据的下载和上传，因此可以在统一的时间内获得各个跟踪站传输到数据中心的数据。数据中心通过自己的数据检查软件(主程序基于国际IGS组织提供的数据检查软件)检查原始GPS观测数据。检查内容包括:数据观测时间、数据可用性统计、电离层对数据采集的影响、多径效应的影响等。
数据中心在UNIX工作站上编制了自动数据处理程序，实现了数据预处理和方案计算功能。由于数据结果的时间要求，在数据处理中使用了IGS组织的预报精度星历，比IGS的最终星历稍差，但对结果没有明显影响。这样做的好处是可以及时计算出前一天的观测数据，为未来中国快速精确轨道的确定提供时间保障。基本参照国际数据处理思路，主要模块有数据预处理、电离层模型确定、对流层模型参数估计、精密定位定轨等。我们参考了欧洲定轨中心和瑞士伯尔尼大学天文学院GPS精密定位定轨的数据处理理念，以及国际流行的数据处理方法，建立了一套简单易用的数据自动处理程序。对于国家测绘局每天8个跟踪站的数据，需要的定位时间约为1-2小时，定轨时间为5-7小时(这与使用的计算机有关)。
3.数据通信链路
目前，在国家测绘局GPS服务系统建设中，现有的数据通信手段有:
互联网
利用国家基础地理信息中心专用网络，各跟踪站将GPS数据和气象数据上传至北京GPS数据处理中心服务器。
电话
每个跟踪站安装电话，实现点对点的数据传输。GPS数据处理中心可以远程访问和监控跟踪站。
甚小地球站
目前，乌鲁木齐、拉萨、武汉、西宁和北京房山的跟踪站已经安装了卫星通信设备(VSAT)，实现卫星通信数据的传输。
三。国家测绘局GPS服务系统的应用
国家测绘局GPS服务系统建设达到一定规模，为广大用户提供技术服务和应用，实现数据交换网络化，建立并开通自己的网站，为广大GPS用户提供数据信息服务。
服务主要包括:
1.GPS数据服务
FTP服务:精确的星历表、电离层参数、ITRF、IERS等。
服务:跟踪站介绍、信息介绍、卫星状态、质量评估、数据目录信息等。
2.GPS用户服务
注册、在线计算、技术论坛、反馈
3.网络数据库
GPS成果、三角测量成果、水准测量成果和重力成果。
4.技术介绍
大地测量学介绍，主要项目，技术服务等。
近年来，GPS服务系统在许多工程项目中得到了广泛的应用。与美国麻省理工学院合作，布设了天山地区的GPS监测网。其科学目的是研究塔里木盆地和哈萨克平原的变化速率，确定相关独立地质板块的变形速率。与德国地球科学中心(GFZ)合作，布设了一个新的全球定位系统监测网络，以分析中亚地壳运动敏感地区的板块运动机制。在监测网中，GPS服务系统起到固定参考框架的作用，便于监测数据分析。国家测绘局GPS服务系统的主要应用有:
1、国家坐标框架的维护
通过长期观测，可以分析连续运行的跟踪站的变化趋势和数量。同时可以与其他国际IGS跟踪站进行同步观测，获得这些站在国际坐标参考框架下的精确坐标，对我国坐标框架的维护和更新具有重要作用。
GPS轨道的确定
2.轨道预测
利用GPS观测数据和精确的跟踪站地心坐标，可以预测GPS卫星的位置变化，即GPS卫星的轨道，并提供给我国差分GPS用户，保证定位精度。
3.GPS差分服务
每个连续运行的GPS跟踪站都具有差分功能，可以向一定区域内的GPS用户发送位置修正信息，提高用户的快速定位精度。4.气象研究。
利用同样精确的地心位置，反演大气对GPS信号传播路径的影响，从而获得大气因素的分布，达到天气预报的目的。
5.精密定位基准
GPS服务系统可以提供高精度的定位基准，满足科学、工程和研究等不同领域的需求。比如雅鲁藏布江大峡谷的科学探测，为雅鲁藏布江大峡谷地质变迁研究提供了强有力的技术支持；建立长江源纪念碑，确定长江源纪念碑的准确地心位置；通过在南沙的综合科学考察，及时有效地确定了岛礁的准确坐标:风云二号气象卫星地面网的确定，为准确确定地面控制站的位置提供了基准，保证了云图的正确匹配。
