当前,国内建设飞速发展,GPS定位技术在各种类型控制网的建立中得到广泛应用。国内外对GPS数据支持的区域网平差的研究,已取得了令人鼓舞的成就。GPS定位技术的高效率、高精度、没有距离的限制、全天候作业模式及观测和数据处理的高度自动化等诸多优点,使GPS定位技术在公路、铁路建设中得到应用。最优化方法是近代应用数学的一个分支,是研究从所有可能方案中选择一种最合理方案以达到最优目标的学科。施工控制网的优化设计,是整个建网理论的一部分。优化设计的目标,应该满足各种要求,其中主要是精度、位置适合放样、配合施工、点位稳定、建网层次、建网费用等。本论文的主要研究内容如下:(1)分析利用GPS进行定位的基本方法和观测量的类型,总结GPS观测量的误差来源和相应的改正措施。(2)在分析GPS网可靠性研究和粗差分析具有观测量之间存在着较强的相关性、粗差含量大、多种类型的粗差同时存在等主要特点的基础上,对GPS控制网观测数据进行优化研究并用实例验证。(3)研究不同基线数或不同基线边对控制网质量的影响。并用实例论证基于网形的控制网优化设计的可行性和有效性。(4)论述残差理论,分析粗差对残差的影响和GPS网可靠性决定因子,推导总结出了GPS网可靠性指标,包括GPS基线向量的多余观测分量、内部可靠性和外部可靠性指标,总结基于相关分析的GPS网可靠性理论。(5)总结提高GPS控制网可靠性的措施,总结出基于多余观测的优化设计思路。并用实例论证。