一般來說，工程建筑物的變形通常處于微小的量級，因此相關(guān)技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)和首要任務(wù)是不斷地提高變形觀測的精度。一則使得同樣處于微小量級的測量誤差不至于掩蓋變形體的變形；二則可能更有效地發(fā)現(xiàn)變形體更細小的變形。

（1）精密水準(zhǔn)測量是測定變形體垂直位移的主要方法，但消除或者改正大氣折光誤差對精密水準(zhǔn)測量結(jié)果的影響是相當(dāng)困難的。盡管中、美、俄等國家的科技專家在這方面進行了長期、大量的研究，但目前尚未能提出一種切實有效的方法。材料科學(xué)和測試技術(shù)的前進，促進標(biāo)準(zhǔn)長度的精度得以提高。新型超因瓦精密水準(zhǔn)尺的線脹系數(shù)可達0.1×10-6/°C。用雙頻激光測長儀檢定精密水準(zhǔn)尺，其精度優(yōu)于±5μm。對精密水準(zhǔn)測量成果精度的潛在威脅來自地球磁場對自動安平水準(zhǔn)儀本身的影響。大量的實驗研究證明，該項影響可使觀測成果包含1mm/km甚至更大的系統(tǒng)誤差。目前，自動安平補償器全部采用抗磁化材料制造，特別是更換了Nivarox合金吊絲的精密自動安平水準(zhǔn)儀，其磁場誤差已小于0.1mm/km。

（2）精密光學(xué)經(jīng)緯儀所具有的簡便易行、操作簡單、觀測精度高、成果可靠等諸多優(yōu)點，曾經(jīng)使得精密角度測量成為國家大地測量、城市和工程控制測量的主要方法。但是，最近幾十年來，角度測量的精度未能獲得突破性提高。究其原因，主要是受大氣折光誤差的制約。

20世紀(jì)80年代，電子經(jīng)緯儀和激光經(jīng)緯儀的相繼問世，使測量工作者看到了希望的曙光。隨著其關(guān)鍵技術(shù)的成熟和日益完善，一些國家正在試制雙波長（波長分別為6328A的可見紅光和4416A的可見藍光）測角儀器，期望將角度觀測的精度提高一個數(shù)量級。這樣，角度測量的精度不僅可以與目前物理測距已經(jīng)達到的精度相匹配，而且可使物理測距的光電三角高程測量代替精密水準(zhǔn)測量成為可能。

（3）傳統(tǒng)的直接測距和間接測距等距離測量方法存在著諸多缺點：勞動強度大、工作效率低下、精度難以提高、受地形條件和氣候條件限制有時無法進行等。

20世紀(jì)50年代至今，隨著物理測距技術(shù)的逐步成熟和日臻完善，物理測距儀器得以普及并獲得廣泛應(yīng)用。

物理測距的主要誤差來源仍然是大氣折光。多波測距是減小大氣折光誤差、提高物理測距精度的有效技術(shù)措施。目前，采用最佳觀測方案，單波（波長為0.76～0.92μm的近紅外光）測距儀的測距精度已達1×10-6量級，雙波（波長分別4580A的藍色45激光和5140A的綠色激光）測距儀的測距精度可達0.5×10-6量級，而三波（波長為6328A的紅色激光、波長為4416A的藍色激光和頻率為9600MHz的微波）測距儀的測距精度則可達0.5×10-7量級。

目前，在高精度的工程建筑物變形監(jiān)測中，邊角網(wǎng)幾乎完全取代了傳統(tǒng)的測角網(wǎng)和單純的測邊網(wǎng)，最大限度地增加了網(wǎng)中的多余觀測，從而極大地提高了變形觀測的精度。

（4）傳統(tǒng)的大地測量方法，無法測得絕對量（例如點在投影面上的坐標(biāo)x、y和高程H），而只能觀測一些相對量（例如角度β、距離S、高差h等）。對于工程建筑物變形觀測來說，據(jù)此所解算的變形總是相對于某個基準(zhǔn)。而該基準(zhǔn)則是由某些在整個觀測期間一成不變的所謂不動點確定的。這樣，就有可能歪曲變形結(jié)果。

GPS是一種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的全球無線電定位導(dǎo)航系統(tǒng)。在測量上，GPS則具有全球性、全天候、高精度、連續(xù)、快速、實時的三維定位能力。GPS定位具有覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)內(nèi)容豐富、信號可靠、準(zhǔn)確度高、多用性強、操作簡便、經(jīng)濟效益高等優(yōu)點。GPS定位的觀測結(jié)果，既可以表述為地心空間三維直角坐標(biāo)（X、Y、Z）或地心大地坐標(biāo)（B、L、H），亦可表示為參心空間三維直角坐標(biāo)（X、Y、Z）T或參心大地坐標(biāo)（B、L、H）T，并可據(jù)此分別按投影函數(shù)F1、F2轉(zhuǎn)換為高斯—克呂格坐標(biāo)系統(tǒng)的平面直角坐標(biāo)（x、y）。

GPS定位測量的結(jié)果是以WGS-84（a=6378137m，b=6356752m，α=1:298.257223563，ω=7.292115×10-5rad·s-1，GM=398600.5km3·s-2）為基準(zhǔn)的絕對量，避免了傳統(tǒng)大地測量方法只能觀測相對量和人為給定不動點的弊端。目前，GPS精密定位技術(shù)的精度已達0.1～1.0×10-6量級。

現(xiàn)在，GPS精密定位技術(shù)不僅廣泛用于國家控制網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)各等級控制點的定位測量和航空攝影測量的外業(yè)控制測量，而且也廣泛用于大地形變測量、地表沉降監(jiān)測和工程建筑物的變形觀測。例如水庫大壩和船閘、核電站、海上石油勘探平臺等大型工程建筑物，均已采用GPS精密定位技術(shù)進行施工和運營期間的變形觀測。

GPS精密定位技術(shù)用于沉降監(jiān)測，可以直接采用GPS定位測量所解算的大地高，無需進行高程系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。這樣不僅簡化了計算工作，更重要的是對保證觀測成果的精度不受損失具有一定的意義。