20世紀70年代，美國陸、海、空三軍聯合研制出GPS（GlobalPositioning System）全球定位系統（見圖1），主要為陸、海、空三軍提供實時、全天候和全球性的導航服務，并用于情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的。經過幾十年的發展，GPS系統不僅僅只用于軍事用途，現在已經逐漸深入到人們的日常生活當中，被視為全世界通用的定位系統。GPS系統的優勢不僅在于它的先進技術，更在于它的系統理念。

　　圖1 美國GPS全球定位系統

　　20世紀90年代，在GPS測量原理的啟發下，美國Arcsecond公司率先開發出了一種具有高精度、高可靠性和高效率的室內GPS（indoorGPS，iGPS）系統（見圖2），主要用于解決大尺寸室內空間測量與定位問題。iGPS對大尺寸的精密測量提供了一種全新的方法，解決了飛機外形、大型船身等大尺寸對象的精密測量問題。iGPS與GPS一樣，利用三角測量原理建立三維坐標體系從而實現定位，不同的是iGPS采用紅外激光代替了衛星（微波）信號。iGPS是利用室內的激光發射裝置（基站）不停地向外發射單向的帶有位置信息的紅外激光，接收器接受到信號后，從中得到發射器與接受器間的2個角度值（類似于經緯儀的水平角和垂直角），在已知基站的位置和方位信息后，只要有2個以上的基站就可以通過角度交會的方法計算出接收器的三維坐標。

　　圖2 大尺寸IGPS測量系統

　　iGPS測量系統具有以下優點：

　　（1）多用戶測量。iGPS測量場是1個共享的資源場，位于測量場中的接收器獨立工作，互不影響，像GPS系統一樣，只需增加傳感器和接收器的數量就可以增加用戶。

　　（2）測量范圍廣。在iGPS測量網中，通過增加發射站可實現量程擴展，且不損失測量精度，其工作范圍為2~300m。

　　（3）抗干擾性好。測量過程允許斷光，且不影響測量精度。

　　（4）無需轉站測量。可以通過增加發射器或對其進行部局重構，實現對系統內全部測量點的測量，從而降低或消除轉站誤差。

　　（5）可視化程度高。無論是在測量現場還是中央控制中心，操作人員都可以通過PDA或計算機屏幕實時看到被測點的三維坐標。

　　（6）一次標定多次使用。只要標定后的發射站位置不發生改變，該測量場即可無限次使用。

　　基于以上優點，近幾年來國內外業界深入研究了iGPS測量系統，J.Schwendemann［1］等人通過研究指出，iGPS可用于巷道中掘進機及其他掘進設備的導航以及應力狀態下飛機機身結構的變形測量；德國亞琛工業大學和尼康公司的RobertSchmitt［2］等人通過對不確定度的研究指出，iGPS系統除用于機器人的控制和校準以外，還可以廣泛應用于航空、航天、造船、汽車等大尺寸、高精度定位與測量的裝備制造領域。

　　本文介紹了iGPS測量系統組成，討論了系統實現關鍵技術，列舉了iGPS測量系統在飛機柔性裝配中的應用。