在过去20年时间内，GPS技术经历了飞速的发展。从米级导航到厘米级甚至更高精度的全球地壳形变监测，GPS技术已逐渐成为人们公认的替代传统测量方法的重要手段。然而，随着GPS技术的不断革新，人们对技术本身可能达到的精度、可靠性、有效性提出了更高的要求，同时也对GPS的未来倾注了更多的思考与渴望。近年来，随着区域和全球GPS观测网络的逐步建设与完善，人们逐渐发现过去一直不为人们所重视的诸多因素，如非空间相关误差、随机模型、系统完整性等，已经成为限制GPS向更高精度、可靠性和有效性方向发展的重要因素。其中，非空间相关误差建模的完善与否对GPS基线成果的影响最大可能达到分米级水平；随机模型作为函数模型的必要补充，会对GPS作业成果的真实性、有效性及可靠性产生直接影响，严重时将导致定位结果有误；完整性则反映了系统探测、分析、剔除错误以及系统连续运行的能力，是衡量整个系统作业水平的有效指标。 本文在深入分析GPS数据处理技术的基础上，对限制GPS发展的部分因素，如观测噪声、多路径效应、周跳探测、模糊度质量控制、静态随机模型建模、动态随机模型建模及完整性监测等，进行了重点研究，具体研究方法、内容与成果如下： 对待讨论因素的研究背景及经典研究成果进行了介绍和总结，具体包括：非空间相关误差、整周模糊度的解算及其概率特性、基线的概率特性、经典的随机模型建模方法、系统的完整性监测等。对经典研究成果中存在的缺陷进行了试验研究或理论阐述，为研究工作的全面进展提供了基础与理论依据。 对传统方法中存在的不足进行了深入探讨与创新，解决了传统GPS数据处理模型中存在的诸多不足，为完善GPS作业精度、可靠性及有效性提供了更加广阔的思路，具体工作成果如下： 1．研究了双频单P码周跳探测方法在处理常规GPS接收机数据时存在的限制，提出了顾及伪距多路径效应的双频单P码周跳探测与修复方法，结果表明，相对于传统方法，新方法对1周水平的周跳具有更好的探测能力，是对传统方法的有效补充。 2．讨论了LAMBDA方法的数值特性及其在VRS中的应用效率，使用仿真方法研究了基于整周模糊度概率特性的基线质量评估方法，研究了观测精度、相关性对基线质量评定的影响，为实际GPS作业提供了参考依据。 3．对MINQUE方法在静态随机模型建模的效果进行了讨论，试验研究了MINQUE方法在随机模型建模中存在的缺陷，提出了一种顾及时相关、异方差特性的静态随机模型建模方案，研究表明，该方法可以极大地削弱系统噪声、伪随机噪声对处理成果的影响，提高GPS作业质量。 4．对四川省GPS观测网络数据处理软件VENUS的完整性监测问题进行了讨论：比较了当前较通用的五种动态随机模型建模方法的优劣，深入分析了自适应随机模型与VENUS模型的作业优势；讨论了VENUS系统的预警能力并对现行系统完整性上存在的不足进行了探讨与改进。