就世界各地的普通民众而言,利用GPS系统进行导航定位,是GPS系统最常被使用到的功能。利用GPS进行姿态测量是继GPS定位技术之后,GPS系统的又一种新型技术应用。本文以测绘型手持机的具体研发为项目背景,首先,简要阐述了 GPS系统的组成、GPS系统常用坐标系、GPS卫星信号的构成、导航定位原理、伪距测量技术、载波相位测量技术、差分定位技术及GPS系统定位误差。其次,重点概述了 GPS差分定位的基本原理及具体实现方式,同时对GPS姿态测量的基本原理进行了相关分析。再者,在深入理解相关理论的基础上,同时结合项目研发的具体技术需求,综合考虑具体使用环境、设计成本和应用领域等相关因素,制定了采用无线传输模块、单频GPS板卡、双频GPS板卡进行单频GPS伪距差分定位和双频GPS载波相位差分定位的具体技术实现方案,设计并实现了单频GPS伪距差分定位、双频GPS载波相位差分定位,从而有效提高了 GPS定位精度。然后,论述了采用双GPS天线组成单基线进行姿态测量的技术方法,设计了利用GPS进行姿态测量的具体方案。最后,对实际设计实现过程中出现的一些问题及误差原因进行了深入的分析研究,对进一步提高系统精度、GPS姿态测量设计方案实施、系统定位误差分析等研究方向做了相关的分析总结。本文创新点:在实现GPS差分定位方案的基础上,调研并分析了目前RTK作业模式的局限性,设计了新的技术方案,该方案可以实现同样一台设备在基准站和流动站之间的自动切换,有效地降低作业成本,同时可有效地扩大了作业区域。