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地球表面地物目标空间信息获取主要由遥感平台（platform for remote sensing）、遥感器（remote sensor）等协同完成。遥感平台是安放遥感仪器的载体，包括气球、飞机、人造卫星、航天飞机以及遥感铁塔等。遥感器是接收与记录地表物体辐射、反射与散射信息的仪器。目前，常用的遥感器包括遥感摄影机、光机扫描仪、推帚式扫描仪、成像光谱仪和成像雷达。按其特点，遥感器可分为摄影、扫描、雷达等几种类型。
遥感平台是指安装放置遥感传感器的飞行器，是用于安置各种遥感仪器，使其从一定高度或距离对地面目标进行探测，并为其提供技术保障和工作条件的运载工具，是遥感中“遥”字的体现者。现代遥感平台有气球、飞机、人造地球卫星和载人航天器等。对地观测的遥感平台应能提供稳定的对地定向，并对平台飞行高度、速度等有特定的要求。此外，遥感平台还应提供遥感器合适的环境，如振动和抖动小、电磁干扰小、温度在合适的范围等。高精度、高分辨率的遥感器对平台更有严格的要求，如平台姿态控制和安装精度的要求等。对于像雷达类型的遥感器，遥感平台还需提供安装天线、较大的电源功率等条件。对于像热红外光谱段的遥感器，遥感平台还需要提供能满足遥感器所需的工作温度（致冷）条件，如在卫星上提供安装辐射致冷器或其他致冷器。
遥感平台根据遥感目的、对象、技术特点（如观测的高度或距离、范围、周期，遥感平台的寿命和运行方式等）及载体的不同大体可分为近地遥感平台、航空遥感平台、航天遥感平台三种类型。
（1）近地遥感平台，如固定的遥感塔、可移动的遥感车、舰船等，通常指遥感器搭载的遥感平台距离地面高度在800m以下，包括系留气球（500~800m）、牵引滑翔机和无线遥控飞机遥感（50~500m）、遥感铁塔（30~400m）、遥感吊车（5~50m）、地面遥感测量车等遥感平台。
（2）航空遥感平台（空中平台），如各种固定翼和旋翼式飞机、系留气球、自由气球、探空火箭等，通常指遥感器搭载的遥感平台为航空器。它包括距离地面高度小于1km的航空摄影测量，2~20km中空飞机遥感、20km以上的高空飞机遥感。
（3）航天遥感平台（空间平台），如各种不同高度的人造地球卫星、载人或不载人的宇宙飞船、空间站和航天飞机等，即其遥感器搭载的遥感平台为航天器。这些具有不同技术性能、工作方式和技术经济效益的遥感平台，组成一个多层、立体化的现代化遥感信息获取系统，为完成专题的或综合的、区域的或全球的、静态的或动态的各种遥感活动提供技术保证。其中，航天飞机和天空实验室轨道高度在240~350km，军事侦察卫星在150~300km，陆地卫星或地球观测卫星轨道高度在700~900km，其获取的地面图像分辨率为1~80m不等，地球静止卫星的轨道高度在36×10 3 km 左右，其获取的卫星影像的地面分辨率偏低。
选择遥感平台的主要依据是遥感图像空间分辨率。通常，近地遥感平台的地面分辨率高，而观测范围小；航空遥感平台的地面分辨率中等，其观测范围较广；航天遥感平台的地面分辨率低，但覆盖范围广。
遥感平台与遥感影像的关系主要表现在以下几个方面：
（1）平台的运行高度影响着遥感影像的空间分辨率；
（2）获取同一地区影像的周期称为遥感影像的时间分辨率，平台的运行周期决定着遥感影像的时间分辨率；
（3）平台的运行时刻（或卫星星下点的地方时）决定着探测区域的太阳高度，从而间接决定着遥感影像的色调及阴影；
（4）平台运行稳定状况决定着所获取遥感影像的质量；
（5）特殊的遥感任务对遥感平台有特殊的要求。
一般遥感卫星的轨道面倾角约为90°，为近极轨卫星。轨道面倾角的大小决定了卫星可能飞越地面的覆盖范围，例如Landsat的轨道面倾角为99°，地面覆盖范围为81°S~81°N（南纬81°到北纬81°）。
遥感卫星通常都采用太阳同步轨道。所谓太阳同步轨道，是指卫星轨道面与太阳地球连线之间的夹角不随着地球绕太阳公转而改变。太阳同步轨道可以使卫星通过任意纬度时平均地方时保持不变，从而使卫星能够在太阳光照角基本相同的条件下对地观测，这样给遥感资料的处理带来很大方便，比如能够方便遥感图像的色调对比等。
遥感器通常是由收集单元、探测单元、信号转换单元、记录或通信单元等四部分组成。
（1）收集单元。遥感应用技术是建立在地物的电磁波谱特性基础之上的，而实现把来自地面的电磁波收集起来功能的单元即为收集单元。不同的遥感器有不同的收集单元，如透镜、反射镜和天线等。对于多波段遥感，收集单元还包括按波段分波束的元件，通常采用各种散光器件，如滤光片、棱镜、光栅等。
（2）探测单元。遥感器中最重要的部分就是探测单元，是真正接收地物电磁辐射的器件，它把探测到的混合光电磁波分解为不同波段光谱并将其转换成其他形式信号的功能单元。常用的探测元件有感光胶片、光电敏感元件、固体敏感元件和波导等。
（3）信号转换单元。除了摄影照相机中的感光胶片，从光辐射输入到光信号记录，无须信号转换之外，其他遥感器都有信号转换问题，光电敏感元件、固体敏感元件和波导等输出的都是电信号，从电信号转换到光信号必须有一个信号转换系统，该转换系统可以直接进行电光转换，也可进行间接转换，先记录在磁带上，经磁带由电光转换输出光信号。
（4）记录或通信单元。遥感器的最终目的是要把接收到的各种电磁波信息，用适当的方式输出，输出必须有一定的记录单元。记录单元是将探测到的电磁波信息用适当的介质记录下来，记录的介质包括胶片、磁带和磁盘等。通信单元是将探测到的电磁波信息传输到异地接收装置的功能单元。
遥感器收集与记录的是地球表面观测目标的反射、辐射能量，因此遥感器的特性决定着遥感构像的特征。以扫描成像类型的遥感器为例，遥感器的特性影响着遥感构像。
（1）空间分辨率
遥感器探测阵列单元的尺寸决定了遥感构像的空间分辨率。在使用扫描仪探测地面目标时，载着地物分布信息和属性信息的电磁波，通过大气层进入遥感器，借此遥感器内部的探测单元阵列对地物分布进行成像。此时，如果遥感器中探测阵列能把两个目标作为两个清晰的实体记录下来，则这两目标间的最小距离就是图像空间分辨率，它可以用图像视觉清晰度来衡量。
（2）辐射分辨率
遥感器探测元件的辐射灵敏度和有效量化级决定了遥感构像的辐射分辨率。辐射分辨率是指遥感器探测元件在接收电磁辐射信号时能分辨的最小辐射度差。探测分光后的电磁波并把它转换成电信号的元件称为探测元件，其作用是实现光电变换并在这种变换的过程中完成信息的传递。
（3）波谱分辨率
波谱分辨率是指遥感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。间隔愈小，波谱分辨率愈高，反之愈低。在遥感器设计中，波谱分辨率设计必须考虑的因素如下：一是使用多少波谱波段；二是如何确定所用波段在总光谱范围中的位置；三是如何确定所用各个波段的波谱带宽度。
随着遥感器制造的工艺技术水平的进步，遥感器使用的波谱波段正在迅速增加。成像光谱仪在可见光-红外波段范围内，被分割成几百个窄波段，具有很高的光谱分辨率，从其近乎连续的光谱曲线上，可以分辨出不同物体光谱特征的微小差异，有利于识别更多的目标。对于高光谱遥感来说，不同波段之间的相关系数将随着波长间隔距离的增加而单调减少。要想确定一个波段在总光谱范围中的位置，需要考虑使用该波段对地观测的特点，根据地物反射或辐射特性来选择最佳。如探测地物自身热辐射，应在8~12 m波长范围选择最佳位置，而探测森林火灾等则应在3~5 m波长范围选择最佳位置，才能取得好效果。此外，还需要考虑波段与波段之间的平衡分布，作为一个通用遥感器，与已有遥感器的兼容问题也应纳入考虑范围。
（1）光学成像类型
光学照相机是最早的一种遥感器，也是当今常见的一种遥感器。它的工作波段在近紫外到近红外之间（0.32~1.3mμm），对不同波段的感应决定于相机的分光单元和胶片类型。空间分辨率决定于光学系统的空间分辨率和胶片里所含银盐颗粒的大小，光学照相机获取的遥感影像一般而言具有较高的空间分辨率。用于遥感的光学相机有分幅式摄影机、全景摄影机以及多光谱摄影机等类型。
（2）扫描成像类型
①光机扫描仪
光机扫描仪是对地表的辐射分光后进行观测的机械扫描型辐射计，一般在扫描仪的前方安装可转动的光学镜头，依靠机械传动装置使镜头摆动，并形成对地面目标的逐点逐行扫描。它把卫星的飞行方向与利用旋转棱镜式摆动镜对垂直飞行方向的扫描结合起来，从而收到二维信息。这种遥感器基本由采光、分光、扫描、探测元件以及参照信号等部分构成。在光机扫描所获得的影像中，每条扫描带上影像宽度与图像地面分辨率分别受到总视场和瞬时视场的影响。总视场（field of view，FOV）是遥感器能够受光的范围，决定成像宽度。瞬时视场角（instantaneous field of view，IFOV）决定了每个像元的视场。通常说来，瞬时视场角对应的地面分辨单元是一个正方形，该正方形是瞬时视场角对应的地表面积。严格说来，光机扫描中瞬时视场角对应的每个像元是个矩形。光机扫描成像时每一条扫描带都有一个投影中心，一幅图像由多条扫描带构成，因此遥感影像为多中心投影。每条扫描带上影像的几何特征服从中心投影规律，在航向上影像服从垂直投影规律。
陆地卫星Landsat上的多光谱扫描仪（multispectral scanner，MSS）、专题成像仪（thematic mapper，TM）及气象卫星上的甚高分辨率辐射计（advanced very high resolution radiometer，AVHRR）都属这类遥感器。这种机械扫描型辐射计与推帚式扫描仪相比具有扫描条带较宽、采光部分的视角小、波长间的位置偏差小、分辨率高等特点，但在信噪比方面劣于推帚式扫描仪。
②推帚式扫描仪
推帚式扫描仪也叫刷式扫描仪，采用线列（或面阵）探测器作为敏感元件。线列探测器在光学焦面上垂直于飞行方向上做x轴横向排列，当飞行器向前飞行完成y轴纵向扫描时，排列的探测器就像扫帚扫地一样实现带状扫描，从而得到目标物的二维信息，推帚式扫描由此而得名。
光机扫描仪是利用旋转镜扫描，逐个像元地采光；而推帚式扫描仪是通过光学系统一次性获得一条线的图像，然后由多个固体光电转换元件进行电扫描，代表了更为先进的遥感器扫描方式。人造卫星上携带的推帚式扫描仪因无光机扫描那样的机械运动部分，结构上可靠性高，因此在各种先进的遥感器中均获得应用。但是，由于使用多个感光元件把光同时转换成电信号，当感光元件之间存在灵敏度差时，往往产生带状噪声。实际应用中，线性阵列遥感器多使用电荷耦合器件（charge-coupled device，CCD），这项技术已用于SPOT（法文systeme probatoire d’observation de la Terre，地球观测系统）卫星上的高分辨率遥感器（high resolution remote sensor，HRV）和MOS-1卫星上的可见光-红外辐射计MESSR。与光机扫描仪相比，它具有感受波谱范围宽、元件接受光照时间长、无机械运动部件、系统可靠性高、噪声低、畸变小、体积小、重量轻、功耗小以及寿命长等一系列优点。
（3）成像光谱仪
成像光谱仪是遥感领域中的新型遥感器，它把可见光、红外波谱分割成几十个到几百个波段，每个波段都可以取得目标图像，并对多个目标图像进行同名地物点取样；波段数愈多，取样点的波谱特征值就愈接近于连续波谱曲线。这种既能成像、又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”技术称为成像光谱技术，借此原理制成的遥感器称为成像光谱仪。
这类成像光谱仪具有以下特点：探测器积分时间长，像元的凝视时间增加，可以提高系统灵敏度或空间分辨率；在可见光波段，因目前器件成熟，集成程度高，光谱维的分辨率也可以提高到1~2 nm的水平；成像部件无须机械运动，仪器体积比较小。在可见光、近红外波段，此类成像光谱仪目前很多，有的已经达到商品化的水平，其主要不足之处是受器件限制且短波红外灵敏度还不理想。具有代表性的面阵推帚型机载成像光谱仪是加拿大的CASI（canadianaeronautics and space institute）系统，我国研制的成像光谱仪PHI（pushbroom hyperspectral imager，推帚式超光谱成像仪）也属于这种类型。成像光谱仪影像的光谱分辨率高，每个成像波段的宽度可以精确到0.01 mm，有的甚至到0.001 mm.成像光谱仪获得的数据不是传统意义上某个多光谱波段内辐射量的总和，它可以看成是对地物连续光谱中抽样点的测量值。一些在宽波段遥感中不可探测的物质，在高光谱遥感中有可能被探测出来。
（4）微波成像系统
在电磁波谱中，波长在1 mm~1 m的波段范围称为微波，其频率范围为300 MHz~300 GHz.微波遥感是研究微波与地物相互作用机理，以及利用微波遥感器获取来自目标地物发射或反射的微波，并进行处理分析与应用的技术。与无线电波相比，微波具有频率高、频带宽、信息容量大、波长短、能穿透电离层和方向性好等特点。微波遥感分为主动微波遥感与被动微波遥感。微波成像系统主要以成像雷达为代表，属于主动微波遥感。
微波成像是指以微波作为信息载体的一种成像手段，其原理是用微波照射被测物体，然后通过物体外部散射场的测量值来重构物体的形状或（复）介电常数分布。由于介电常数大小与生物组织含水量密切相关，故微波成像非常适合对生物组织成像。当较大不连续性限制了超声波成像的效率，生物组织的低密度限制了X射线的使用时，微波却可以发挥独特的作用，获得其他成像手段无法获得的信息。微波成像具有安全、成本低、理论上可对温度成像等特点。用于成像的侧视雷达有以下两种：
①真实孔径雷达（real aperture radar，RAR）
孔径（aperture）的原意是光学相机中打开快门的直径。在成像雷达中沿用这个术语，含义为雷达天线的尺寸。RAR是按雷达具有的特征来命名的；它表明雷达采用真实长度的天线接收地物后向散射，并通过侧视成像。在最简单的实现方法中，距离分辨率是利用发射的脉冲宽度或持续时间来测定的，最窄的脉冲能产生最优的分辨率。在典型的二维微波图像中，距离是沿雷达平台的航迹测量的，雷达通过天线发射微波波束，微波波束的方向垂直于航线方向，投在一侧形成窄长的一条辐射带。波束遇到地物后发生后向散射，接收机通过雷达天线按时间顺序先后接收到后向散射信号，并按次序记录下信号的强度，在此基础上计算机算出距离分辨率。方位与距离保持垂直，方位分辨率与波束锐度成正比关系。正如光学系统需要较大透镜或镜像来获得较优分辨率一样，工作在极低频率上的雷达也需要较大的天线或孔径来产生高分辨率的微波图像。
②合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）
SAR就是利用雷达与目标的相对运动，把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一个较大的等效天线孔径的雷达，是对RAR的技术创新。合成孔径的设计思想就是通过一定的信号处理方法，使得合成孔径雷达的等效孔径相当于一个很长的真实孔径雷达的天线。由于合成孔径等于目标处于同波束内雷达所行进的距离，是一个虚拟的天线长度，由此可大大提高方位分辨率。但是，距离分辨率是根据区分相邻两点之间的回波延时和多普勒频移来实现的，因此SAR无法解决距离分辨率提高的问题。RAR和SAR充分利用线性调频技术，解决时带的矛盾，进而提高距离分辨率。
每类遥感器都有各自的特点和应用范围，可以互相补充。例如，光学照相机的特点是空间几何分辨率高，解译较易，但它只能在有光照或晴朗的天气条件下使用，而在黑夜或云雾雨天时不能使用。多光谱扫描仪的特点是工作波段宽、光谱信息丰富、各波段图像易配准，也只能在有光照或晴朗天气条件下使用。热红外遥感器和微波辐射计的特点是能昼夜使用、温度分辨率高，但也常受气候条件的影响，特别是微波辐射计的低空间分辨率更使其在应用上受到限制。侧视雷达有源微波遥感器的特点是能昼夜使用，基本适应各种气候条件（特别恶劣的天气除外）；在使用波长较长的微波时，能检测植被掩盖下的地理和地质特征；在干燥地区，能穿透地表层到一定深度。SAR的空间分辨率很高，不会因遥感平台飞行高度增加而降低，在国防和国民经济中都有许多重要用途。
卫星飞行的水平速度叫第一宇宙速度，即环绕速度。卫星只要获得这一水平方向的速度后，不需要再加动力即可环绕地球飞行，这时卫星的飞行轨迹称为卫星轨道。若把地球看成一个均质的球体，它的引力场即为中心力场，其质心为引力中心，那么要使人造地球卫星（简称卫星）在这个中心力场中做圆周运动，就是要使卫星飞行的离心加速度所形成的力（离心惯性）正好抵消（平衡）地心引力，且卫星轨道平面通过地球中心。若卫星飞行速度稍大一些，则形成椭圆形轨道；若达到逃逸速度，则为抛物线轨道，将绕太阳飞行成为人造行星；若达到第三宇宙速度，则为双曲线轨道，与太阳一样而绕银河系中心飞行。
就卫星而言，其轨道按高度分有低轨道和高轨道，按地球自转方向分为顺行轨道和逆行轨道，此外还有赤道轨道、地球同步轨道、对地静止轨道、极地轨道和太阳同步轨道等特殊轨道。根据开普勒定律，人造地球卫星在空间的位置可以用几个特定数据来确定，这些数据称为轨道参数。对地观测卫星轨道一般为椭圆形，轨道有六个参数：（1）半长轴 a ，即卫星离地面的最大高度，用来确定卫星轨道的大小；（2）偏心率 e ，决定卫星轨道的形状；（3）轨道面倾角i，即地球赤道平面与卫星轨道平面间的夹角；（4）升交点赤经 Ω ，卫星轨道与地球赤道面有两个交点，卫星由南向北飞行时与地球赤道面的交点称为升交点，由北向南飞行时与地球赤道面的交点称为降交点，而卫星轨道的升交点与春分点之间的角距即为升交点赤经；（5）近地点角距 ω ，即升交点径向与轨道近地点径向之间的夹角；（6）卫星过近地点的时刻 T 。根据这六个参数，可以确定任何时刻卫星在空间的位置。对于卫星的跟踪和轨道预报来说，上述参数中最重要的轨道参数是轨道面倾角 i 和升交点赤径 Ω ，它们确定了卫星的轨道相对于地球的方位。
空间大地测量是实现大地测量学科各种目标最主要的技术手段，其作用体现在影响大地测量学科今后的发展方向和学科地位。空间大地测量技术不仅包含卫星重力探测技术，而且还涵盖全球导航卫星系统（global navigation satellite system，GNSS）、激光测距以及长基线干涉测量等众多内容。激光测距属于绝对定位技术，且具有很高的精度，其主要贡献有：
（1）建立了全球地心参考系；
（2）精确地测定了地球的自转参数以及潮汐与非潮汐变化；
（3）测定了地球质心运动以及地球的平均引力场；
（4）有效地监测了地球重力场的长波时变量以及测高卫星的轨道确定与校准。
长基线干涉测量通常用于测定长基线，而且该技术还可以有效地监测全球板块运动与测定地球自转运动的变化。随着 GNSS 不断的发展与进步以及我国北斗导航卫星系统的全面建成，全球卫星定位系统在未来将会有更为广阔的发展空间。其发展的方向主要包括：（1）GNSS 硬件与软件技术的更新与完善；（2）GNSS干涉或虚拟干涉技术应用范围的扩大；（3）GNSS 气象学的深入发展；（4）高精度静态测量与动态GNSS技术在各行各业的应用；（5）空基与星基GNSS技术应用的扩展。
选用的测绘技术不同，所获取信息的侧重点也不尽相同，通常都具有一定的片面性。将不同类型的测绘技术相互组合，不仅能够获取更多的测绘信息，增加信息的可靠性，而且在信息相互融合的过程中可以挖掘出更加丰富的知识，进而为推进和改善各种测绘技术提供科学依据。因此，测绘技术的集成将会成为未来测绘科学发展的一个主要方向，例如GNSS/InSAR组合技术。
合成孔径雷达干涉（interferometric synthetic aperture radar，InSAR）技术的应用由于受到卫星定轨精度以及大气传播延迟等因素的影响，很难获得高精度的数字高程模型（digital elevation model，DEM），而且单独的InSAR技术也不适用于大面积地表变化和长时间跨度的地壳慢形变监测。尤其是SAR差分干涉的慢形变监测，要求SAR图像能够维持长时间的相关性，这就需要所监测的区域具有植被少且地表干燥的特点，一般地区很难满足，因此这项技术不能对陆地下沉、板块的缓慢变形等进行有效的监测。
采用 GNSS 技术来监测地壳的变形运动是目前的一个热门，许多国家都投入大量的资金用来布设GNSS 监测网。GNSS 技术的特点是只能监测单点的地壳运动；为了提高地壳运动监测的空间分辨率，则需要布设更多数量的 GNSS监测点，高昂的费用限制了GNSS 对地壳微变形的监测能力。将InSAR技术与GNSS技术相组合，可以充分发挥出两者优势，既可以改正InSAR数据本身难以消除的误差，又可以实现GNSS高时间分辨率和高平面位置精度与InSAR技术高空间分辨率和高程变形精度高的有效统一，即：（1）利用这两项技术生成的DEM能够有效提高干涉区域SAR像点的斜距和视角估计精度；（2）两项技术的融合可以增强干涉相位的信噪比，进而确定干涉区面积，改善地形恢复的精度以及效率；（3）利用横跨不同干涉图之间 GNSS 基线的变形，能够建立区域性高精度的地标变化基准，从而构造出不同差分干涉区之间高精度的相对运动关系，而且允许差分干涉区之间出现空白区域；（4）采用实时GNSS大气反演技术，能够在很大程度上减少大气传播延迟对SAR相位观测的影响。
由此可见，测绘技术的集成化有着巨大的优势，其发展将会使测绘行业更加的科学化。
卫星测时测距导航/全球导航卫星系统（navigation satellite timing and ranging/global navigation satellite system）是以卫星为基础的无线电导航定位系统，是所有在轨工作的卫星导航系统的总称。现阶段，世界上主要有四种卫星导航定位系统，分别为美国的全球卫星定位系统（GPS）、俄罗斯的全球导航卫星（GLONASS）系统、我国的北斗卫星定位（BD）系统以及欧洲的伽利略（GALILEO）系统。
GNSS利用导航卫星进行测时和测距，其定位基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，综合多颗卫星的数据交会出接收机的具体位置。GNSS定位至少需要接收到4颗卫星信号才能求解出自身坐标，在空旷的室外环境中，终端可以畅通无阻地接收到足够的卫星信号实现高精度定位。但是，在城市、峡谷区域，终端和卫星之间有建筑物、高山、隧道等物体或地面阻挡时，终端无法接收到四颗以上的卫星，就难以实现有效定位。
GNSS具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性，能够军民两用，战略作用与商业利益并举。因此，GNSS技术在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了广泛的应用，在物探测量工作中广泛普及和应用。对于物理点的放样已经不再仅仅是采用测角和量距，而是借助GNSS导航卫星信号来确定地面点的准确位置。
随着GLONASS系统、GALILEO系统以及北斗系统逐步组网运营，综合各大导航系统的多星系统接收机逐步替代了先前GPS定位的单一系统，其作业效率及定位的精度、稳定性、可靠性都得到了大幅度的改善。近年来，随着全球卫星导航定位产业的快速发展以及我国自主北斗系统的建成，卫星导航定位技术与产品已进入我国国民经济的多个领域并发挥了重要作用。2014年，我国新一代北斗导航卫星的研制生产工作稳步推进，北斗卫星导航系统第三步建设已全面启动。目前，北斗三号基本系统完成建设，于2018年12月27日开始提供全球服务，这标志着北斗系统服务范围由区域扩展为全球，北斗系统正式迈入全球时代。我国卫星导航产业已进入高速发展时期，2017年我国卫星导航与位置服务产业总体产值超过2550亿元，比2016年增长了20.4%，已经成为国民经济重要增长点。根据中国卫星导航定位协会预测，至2020年卫星导航与位置服务产业则将超过4000亿元，北斗相关企业将有望占据70%~80%的市场份额，届时用户规模将达到世界第一，北斗导航产业未来增长空间巨大。
地球重力场的探测一直是地球与空间科学中非常活跃的一个方面，因此地球重力测量在未来仍将是获取高分辨率、高精度重力数据的最常用方式之一。卫星重力场探测技术的成功应用，使得用卫星对地球重力场的高精度探测进入了一个崭新的时代。卫星跟踪和卫星重力梯度测量必然成为 21世纪初物理大地测量新的研究热点。低-低卫星跟踪技术、卫星重力梯度技术以及卫星测高技术将成为今后卫星重力探测技术的主要发展方向。
以卫星定轨的特点来说，高-低卫星跟踪方式中低轨卫星若想要提高定轨精度，那么环境因素的改善是必不可少的，对于精度的提高有着一定的瓶颈。然而，低-低卫星跟踪方式是把几乎在同一轨道面相对静止的两颗卫星之间的基线作为直接观测量，这样它就对卫星轨道的绝对位置不是很敏感，对定轨精度的要求也不高。因卫星之间基线随时间的变化量很小，假如用 GNSS对其进行跟踪，采用 GNSS 干涉技术来提高基线观测的精度以及有效采样率，则在某些方面低-低卫星跟踪方式的发展空间会非常广阔。当然，从成本上来看，低-低卫星要比高-低卫星要高，而且其设备利用率也较低，这些也是系统开发中的制约因素。
海洋测绘技术是从事海洋活动以及海洋高新技术发展的基础，越来越受到重视。为了满足人类生活中对海洋空间的利用、资源的合理开发以及对海洋灾害的实时监测与预防等需要，在未来的一段时间内海洋测绘将会是测绘事业中一个重要的发展方面。海洋重力场精细结构探测、水下工程测量控制与放样、海底地形图测绘、海洋测绘垂直基准以及海洋空间技术等将成为现阶段测绘科技重点解决和发展的关键技术。海洋测量方法主要包括海洋地震测量、海洋重力测量、海洋磁力测量、海底热流测量、海洋电法测量和海洋放射性测量。由于海洋水体存在，需用海洋调查船和专门的测量仪器进行快速地连续观测，一船多用、综合考察。在海洋调查中，广泛采用无线电定位系统和卫星导航定位系统。
与陆地测量相比，海洋测量的基本理论、技术方法和测量仪器设备等有以下特点：（1）测量内容综合性强，需多种仪器配合施测，同时完成多种观测项目；（2）测区条件比较复杂，海面受潮汐、气象等因素影响起伏不定；（3）大多数为动态作业，测量人员不能用肉眼通视水域底部，精确测量难度较大。因此，海洋测量一般采用无线电导航系统、电磁波测距仪器、水声定位系统、卫星组合导航系统、惯性导航组合系统，并利用天文方法等手段进行控制点的测定和测点的定位；采用水声仪器、激光仪器等设备，并利用水下摄影测量等方法进行水深测量和海底地形测量；采用卫星技术、航空测量技术以及海洋重力测量和磁力测量技术等方法进行海洋地球物理测量。