超高层建筑的安全性问题是现代土木工程建设领域中所面临的重要问题之一。超高层建筑的变形监测由于其独特性，常常很难利用常规测量方法进行，GPS由于具有众多优点已经成为超高层建筑变形监测的主要方法之一，通常采用GPSRTK技术进行变形解算，近些年国内学者根据变形监测的特点提出了适用于小变形监测的单历元算法，这种方法不需要进行周跳的探测和修复，而且只需要一个历元的数据就可以解算出变形，将单历元算法应用于超高层建筑的变形监测具有重要意义。本文系统研究了GPS单历元变形解算方法，主要研究内容和贡献有：1)详细阐述了无整周单历元算法和单历元似单差算法，通过推导从理论上证明了单历元似单差算法与无整周单历元算法是一致的。2)针对单历元算法中需要利用首期观测坐标进行双差模糊度固定这一问题，分析推导出单历元变形解算中可以利用首期观测坐标固定双差模糊度的变形范围为0.2周（最不利情形下）。3)利用单历元算法进行较大变形解算时需要进行模糊度搜索，为了提高模糊度搜索效率，提出了一种残差计算的快速方法，比直接解算法方程提高效率15%左右。4)为了将单历元算法应用于连续变形监测，在分析单历元变形解算特点的基础上，提出了利用高采样率接收机和单历元算法进行连续变形监测的方法，通过试验验证了这种方法的可行性。5)多路径效应是影响单历元变形解算精度的主要因素，在分析多路径效应机理的基础上，利用多路径效应与信号方位有关这一特点，提出利用球谐函数估计各个方位的多路径效应，其结果可以反应出多路径效应严重的信号方向。6)针对变形监测中多路径效应难以改正这一问题，采用小波变换提取出静态变形序列中的低频部分即多路径效应对随后的数据进行改正，可以提高精度30%左右。7)利用Matlab进行了程序设计，编制了单历元变形解算软件，处理了某超高层建筑的试验数据并取得了较好的结果。