精密工程测量和变形监测，是以毫米级乃至亚毫米级精密为目的的工程测量工作。随着GPS系统的不断完善，软件性能不断改进，目前GPS已可用于精密工程测量和工程变形监测。
10.2.1 GPS用于建立精密工程控制网的可行性
目前我国精密工程控制网，一般都用ME5000测距仪和T3精密光学经纬仪来施测。为研究用GPS来建立精密工程控制网的可行性，武汉测绘科技大学在某山区水利工程布设了如图10-1所示的精密工程控制网。
该网由5个点组成，每点都建立水泥墩，设有强制对中装置。试验网最长边为1313.5m，最短边长为359.5m，平均为701.3m。试验时先用ME5000测边，用T3测角，然后用GPS施测。接收机采用TurboRogueSNR-8000，时段长为2小时，用GAMIT软件、精密星历解算，起算点WGS-84坐标通过与武汉测绘科技大学跟踪站联测求出。经平差计算，求出全网各边的长及点位坐标，结果见表10-1和表10-2。由表10-1可看出，GPS测出的边长与ME5000测出的同一条边长较差中误差为±0.34mm，其中较差ΔS有正有负，无系统性差异。从表10-2可看出，GPS测出20点位坐标与用ME5000和T3求出的点位坐标较差中误差为±0.29mm,其中较差δ有正、有负，也无系统性差异，从而可认为，完全可用GPS来建立精密工程控制网。
表10-1 GPS网与边角网边长比较表
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边 名 |
SGPS |
SME5000 |
ΔS |
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2-3 |
466244.1 |
466244.3 |
-0.2 |
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2-4 |
652860.9 |
652861.4 |
-0.5 |
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4-5 |
642664.7 |
642664.3 |
+0.4 |
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2-5 |
748678.5 |
748678.8 |
-0.3 |
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1-5 |
1313474.2 |
1313470.5 |
-0.3 |
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1-4 |
1178112.5 |
1178112.4 |
+0.1 |
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3-5 |
359343.8 |
359344.0 |
-0.2 |
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1-2 |
582651.0 |
582650.7 |
+0.3 |
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3-4 |
359894.2 |
359893.7 |
+0.5 |
表10-2 GPS网与边角网点位坐标比较表
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点 号 |
平面坐标GPS(m) |
平面坐标ME5000+T3(m) |
差值σ（mm） |
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4 |
x=1417.2750 x=812.9388 |
1417.2747 812.9388 |
+0.3 0.0 |
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3 |
x=1092.8954 y=968.8289 |
10.92.8957 968.8289 |
-0.3 0.0 |
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2 |
x=1189.8049 y=1424.8904 |
1189.8044 1424.8908 |
+0.5 -0.4 |
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1 |
x=1337.9964 y=1988.3808 |
1337.9967 1988.3807 |
-0.3 +0.1 |
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5 |
x=774.7064 y=801.8232 |
774.7066 801.8229 |
-0.2 +0.3 |
长江水利委员会综合勘测局，也进行了由10个点18条边组成的GPS测量与高精度大地测量对比试验，GPS施测时采用SOKK1A GSS1A单频接收机，使用广播星历和随机软件，结果为：mx=±mm。my=±2.4mm，mH=6.5mm。这说明单频GPS接收机也可用于水利工程施工控制网的建立。
10.2.2 GPS用于工程变形监测的可行性
工程变形监测通常要达到毫米级或亚毫米级的精度，而监测的边长一般为300～1000m。在这样短的边长上，GPS能否达到上述精度呢？武汉测绘科技大学做模拟试验。
测试工作在武汉测绘科技大学校园内的GPS卫星跟踪站与四号楼间进行。试验过程中GPS跟踪站上的接收机天线始终保持固定不动。四号楼楼项的GPS接收机天线安置在一个活动的仪器平台上。平台可以在两个互相垂直（东西和南北方向）的导轨上移动。移动量通过平台上的测微器精确测定（读至0.01mm，其精度可保证优于0.1mm），因而天线的位移值可视为已知值。然后通过与GPS定位结果进行比较来检核其精度，评定利用GPS定位技术进行变形观测的能力。试验时每隔5小时左右移动一次平台。数据处理采用改进后的GAMIT软件和精密星历进行，并分别计算了5小时解，2小时解和1小时解。5小时、2小时、1小时解的测试分别进行了10组，其结果列于表10-3。
从表10-3可看出，若用一个基准点来进行变形监测，利用5小时GPS观测值求出监测点平面位移分量中误差约为±0.4mm；利用2小时GPS观测值求出监测点平面位移分量中误差约为±0.6mm，利用1小时GPS观测值求出监测点平面位移分量中误差约为±1.0mm。若利用两个基准点，其监测精度可进一步提高。测试结果表明，只要采取一定的措施，利用GPS技术进行各种工程变形监测是可行的。
10.2.3 隔河岩水库大坝外观变形GPS自动化监测系统
隔河岩水库位于湖北省长阳县境内，是清江中游的一个水利水电工程——隔河岩水电站。隔河岩水电站的大坝为三圆心变截面重力拱坝，坝长653m，坝高151m。隔河岩大坝外观变形GPS自动化监测系统于1998年3月投入运行，系统由数据采集、数据传输、数据处理三大部分组成。
1.数据采集
GPS数据采集分基准点和监测点两部分，由七台AshtechZ-12GPS接收机组成。为提高大坝监测的精度和可靠性，大坝监测基准点宜选两个，并分别位于大坝两岸。点位地质条件要好，点位要稳定且能满足GPS观测条件。
监测点能反映大坝形变，并能满足GPS观测条件。根据以上原则，隔河岩大坝外观变形GPS监测系统基准点为2个（GPS1和GPS2）、监测点为5个（GPS3～GPS7）。
2.数据传输
根据现场条件，GPS数据传输采用有线（坝面监测点观测数据）和无线（基准点观测数据）相结合方法，网络结构如图10-2所示。
3.GPS数据处理、分析和管理
整个系统七台GPS接收机，在一年365天中，需连续观测，并实时将观测资料传输到控制中心，进行处理、分析、贮存。系统反应时间小于10分钟（即从每台GPS接收机传输数据开始，至处理、分析、变形显示为止，所需总的时间小于10分钟），为此，必须建立一个有局域网，有一个完善地软件管理、监控系统。
本系统的硬件环境及配置如图10-3。
整个系统全自动，应用广播星历1～2小时，GPS观测资料解算的监测点位水平精度优于1.5mm（相对于基准点，以下同），垂直精度优于1.5mm；6小时GPS观测资料解算水平精度优于1mm，垂直精度优于1mm。
10.2.4 GPS在机场轴线定位中的应用
机场跑道中心轴线方位的精度，按机场等级不同而不同，最高精度应低于±1″，最低也应优于±6″。自1992年开始，国内各城市建立的新机场，其跑道的定向都已采用GPS来施测，如武汉天河国际机场，南京绿口国际机场，济南国际机场，贵阳国际机场等。
在施测时应注意：（1）当方位精度要求±1″时，GPS基线解算一定要用精密软件。（2）当要求提供大地方位角时，要顾及平面子午线收敛角和方向改化的影响；当要求提供天文方位角时，还要顾及垂线偏差的影响（有关计算公式见大地测量学）。
近年来，GPS还普遍用于电子加速器的工程施工控制测量，大桥施工控制网建立，海上勘探平台沉降监测，大桥墩动态实时形变监测，高层建筑实时变形监测等。