随着我国高速铁路的迅速发展,原有的控制测量精度和数据处理方法已不能满足高速铁路的要求。鉴于大型精密工程的高精度特点和GPS技术在建立、改造大型工程控制网方面的优越性,本文详细叙述和探讨高精度大型工程GPS控制网建立中的网平差、投影变形和投影面与线路修建面的差异处理等问题。首先,本文从大地测量学的基本理论出发,详细论述GPS工程控制网在地心坐标系中三维约束平差、参心坐标系中三维约束平差、高斯平面上二维约束平差和严密的一点一方向平差的数学模型。具体包括：以空间直角坐标为参数的三维约束平差、以大地坐标为参数的椭球面三维约束平差、以工程投影面上二维坐标差为基线向量的二维约束平差、以二维虚拟观测值为基线向量的二维约束平差、严密的一点一方向平差。并以某高速铁路段GPS实测数据进行各种平差方法计算与比较分析。其次,本文介绍工程投影变形的基本概念以及如何根据投影变形值计算投影面高程和中央子午线。在此基础上总结出高斯投影、割体高斯投影、兰勃脱投影、斜圆柱投影等常用的投影模型的算法及各自的适用范围。其中重点讨论了斜圆柱投影,总结出斜圆柱投影相对于其它的投影模型在控制工程控制网投影变形方面的特点。并以某高速铁路实测数据进行验证。第三,提出线路修建面和工程控制网投影面差异的处理方法。最后,以GPS工程控制网平差理论和投影变形理论为基础,采用Visual C#语言独立研制能满足精密工程测量需要的GPS平差软件(MGPS)。