水下地形测量在航道、港口、水利、资源等领域有广泛的应用，是水利工程测量、海洋测量的一个重要组成部分。长期以来，我国河道、水库的水下地形观测是采用经纬仪交会定位，配合超声测深仪的传统方法。受仪器精度、距离、天气等条件限制，精度低、速度慢、费时费力。GPS是本世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。当时的主要目的是为陆、海、空三军提供实时、全天候和全球性的导航服务。随着GPS定位技术的进步和接收机性能的迅速发展，GPS在测量定位中已得到了广泛的应用。 本文结合长江流域荆江河段控制测量实际，介绍分析了各种常用水上定位及水深测量方法，简要介绍了GPS定位的基本原理；重点讨论了利用GPS所组成的新型河道测量系统——MD300水域地形测量系统的组成、功能及特点；并将该系统应用于荆江河控测量的工程实践中。差分GPS技术能有效地消除很多物理因素对GPS测量结果的误差，但却不能十分有效地消除大气对流层折射对GPS高程测量的影响。本文讨论了GPS水准各种拟合方法的不同特点，提出了水下地形测量中GPS高程应用的几种处理方法；分别采用二次曲面模型和神经网络模型对实测GPS高程进行了拟合计算，求出高程异常值，从而将GPS高程换算成正常高高程，并与用全站以测得的三角高程进行了比较分析，分析了两种拟合方法的精度；并分析了高程测量的误差来源和大小。 该系统在荆江河势控制测量工程中的应用，取得了符合国家有关规范的测量成果，给水下地形测量和水文勘察带来根本性的变化，使水文原形观测工作由劳动密集型结构转变为知识型结构，进一步提高河道水库观测工作效率与成果质量，具有明显的经济效益和社会效益，可以在河流、湖泊、水库等水下测量领域进行推广应用。