地面上的GPS接收器从3个以上卫星接收信号并计算其精确的三维位置。RTK技术实现了在运动中测量目标的精确位置，RTK需要2个GPS接收器共同完成。一个称作GPS基站，固定在一个精确测定的位置作为参考站；第二个GPS接收器安装在推土机、平地机或者挖掘机等工程机械上。两个接收器同时接收GPS卫星信号，GPS基站将其位置等信息同其观测到的信息一道通过无线电装置传送给安装在机器上的GPS接收器。安装在机器上的GPS接收器将使用基站数据和他自己的GPS数据计算出他同基站之间精确的相对位置，从而得出自身的精确三维坐标信息。目前瑞士徕卡公司最新的GPS1200系统测量精确度已经达到毫米级，从而使得GPS技术在工程机械控制领域的应用成为可能。

　　3D控制系统简介：使用3D控制系统，可以把工程设计数据直接输入机载计算机，自动生成三维数字模型（DTM，Digital Terrain Model），机载计算机实时比较工程机械上铲刀的当前位置（由定位设备测量）和设计数据，并输出校正控制信号至控制设备，对机械的铲刀进行控制。这样施工机械只需要1或2次往返施工，即可达到最终的设计位置。这种以绝对坐标X、Y、Z为基准的全新控制方式，摒弃了测量、打桩、放样等传统工序，一次性解决了高程控制、平整度控制、坡度控制的问题。 

3D控制系统由定位设备、通讯设备、机载计算机、控制设备4部分组成。 

1、定位设备：定位设备由GPS或TPS（自动全站仪）组成，根据定位设备的不同，3D控制系统可以分为3D GPS控制系统和3D TPS控制系统，分别适用于不同精确度要求的工程。3D GPS控制系统主要用于土方工程，如推土机、平地机、挖掘机等；3D TPS控制系统主要用于精度要求较高的公路面层或机场工程，如平地机、沥青摊铺机、稳定土摊铺机、水泥混凝土滑模摊铺机、铣刨机等。3D GPS控制系统中的定位设备由GPS基站和安装在机械上的GPS接收器组成，GPS基站通常安装在一个固定的、半永久性的位置上，能够覆盖10km的范围，同时控制在区域内工作的所有安装了GPS接收器的施工机械。 

2、通讯设备：由无线电发射装置和调制解调器组成，实现定位设备和机载计算机间的数据传输。 

3、机载计算机：机载计算机可以把输入的工程设计数据生成三维数字地形模型，根据收到的测量数据计算出工程机械的实际位置和方向，与设计值进行比较，并把校正信息输出到控制设备，对机械进行调整。徕卡3D GPS控制系统中的机载计算机为适应施工现场的要求，采用坚固耐用的触摸屏设计，能够防震、防尘、防水。 

4、控制设备：由一系列控制器和传感器组成，根据安装部位的不同，测量控制机械自身和铲刀的横坡、纵坡、倾斜度等，并根据机载计算机传来的校正信息对机械的铲刀进行控制，最终达到施工的设计位置。