本书着重以示例、图解及对照分析等形式图文并茂地诠释了新一代GPS的数字化理论基础及关键技术。本书内容包括：GPS概述、新一代GPS标准体系的矩阵模型图解、新一代GPS标准体系的基本原则和规则图解、新一代GPS的数字化建模理论基础图解、新一代GPS的通用概念及应用图解、工件与测量设备的测量检验及应用图解、GPS测量设备及校准标准图解，以及新一代GPS的几何公差数学建模和几何误差检验中的不确定度分析。
本书主要适用于从事机械设计（包括机械CAD、机械制图）的设计人员，从事加工、检验、装配和产品质量管理的工程技术人员。本书也可作为产品几何特征的规范设计与检测验证相关国家标准的宣贯教材、大学毕业生岗前培训的参考资料和高等工科院校机械类及相关专业的教学参考书。

丛书序言
前言
第1章 GPS概述
1.1 GPS标准体系的形成过程
1.1.1 GPS概念的提出
1.1.2 第一代GPS语言
1.1.3 新一代GPS语言
1.1.4 ISO/TC 213的组织结构
1.1.5 ISO/TC 213的工作范围
1.1.6 ISO/TC 213的商业计划
1.2 新一代GPS标准体系的特点与发展趋势
1.2.1 新一代GPS标准体系的特点
1.2.2 新一代GPS标准体系的发展趋势
1.3 国内外GPS标准体系的现状
1.3.1 国外GPS标准体系的现状
1.3.2 我国GPS的标准体系的发展与现状
1.4 我国新一代GPS标准体系建立的必要性及意义
1.4.1 新一代GPS标准体系发展的必要性
1.4.2 建立我国新一代GPS标准体系的重要意义
1.5 建立和发展我国新一代GPS 标准体系的实施战略
1.5.1 建立我国GPS新体系所面临的主要问题
1.5.2 我国GPS标准体系构建的原则
1.5.3 我国GPS标准体系构建和实施应对策略的建议
第2章 新一代GPS标准体系的矩阵模型图解
2.1 GPS标准的类型
2.1.1 GPS基础标准
2.1.2 GPS综合标准
2.1.3 GPS通用标准
2.1.4 GPS补充标准
2.2 GPS通用标准矩阵
2.2.1 矩阵行
2.2.2 矩阵列
2.3 制定GPS标准的规则和要求
2.3.1 制定GPS标准的规则
2.3.2 GPS标准最后一个附录的要求
2.4 GPS矩阵模型的应用示例
2.5 GB/T 20308—2020的主要变化
第3章 新一代GPS标准体系的基本原则和规则图解
3.1 GPS基本概念和基本原则
3.1.1 GPS基本概念
3.1.2 图样上读取规范的基本假设
3.1.3 GPS基本原则
3.2 GPS缺省规范操作集的标注规则
3.2.1 ISO缺省GPS规范的一般规范
3.2.2 其他的缺省GPS规范
3.3 特定规范操作集的标注规则
3.3.1 ISO基本规范的附加补充信息（要求）
3.3.2 括号中表述的规则
3.4 GB/T 4249—2018的主要变化
第4章 新一代GPS的数字化建模理论基础图解
4.1 表面模型
4.1.1 表面模型的定义及分类
4.1.2 表面模型术语之间的关系
4.2 几何要素
4.2.1 理想要素和非理想要素
4.2.2 公称要素、实际要素、离散要素、采样要素、规范要素和检验要素
4.2.3 单一要素、组合要素和要素对
4.2.4 组成要素和导出要素
4.2.5 提取要素、拟合要素、候选要素、替代要素、滤波要素和重构要素
4.2.6 无限要素、限定要素、完整要素和部分要素
4.2.7 使能要素、截面要素和接触要素
4.2.8 几何要素术语之间的关系
4.2.9 几何要素与表面模型的关系
4.3 特征
4.3.1 基本特征
4.3.1.1 本质特征
4.3.1.2 方位特征
4.3.2 单个特征和批量特征
4.3.3 计算特征和复合特征
4.3.4 单一特征和关联特征
4.3.5 输入要素、偏差要素、参考要素和面向要素
4.3.6 单个工件的GPS特征
4.3.7 装配体或子装配体特征
4.3.8 特征术语之间的关系
第5章 新一代GPS的通用概念及应用图解
5.1 几何规范和检验的模型
5.1.1 恒定类别和恒定度
5.1.2 操作
5.1.2.1 操作的定义及分类
5.1.2.2 操作的应用示例
5.1.3 规范
5.1.4 偏差
5.1.5 对偶性
5.1.6 数学符号与定义
5.2 GPS规范、操作集和不确定度
5.2.1 规范操作和检验操作
5.2.2 操作集
5.2.3 GPS不确定度的基本概念
5.2.4 GPS规范的基本概念
5.2.5 GPS不确定度对基本原则的影响
5.2.6 规范过程
5.2.7 检验过程
5.2.8 不确定度、操作集和操作之间的关系
5.3 被测要素
5.3.1 被测要素术语的定义
5.3.2 基本被测要素的建立
5.3.3 建立几何要素的缺省规则
5.3.3.1 缺省规则
5.3.3.2 建立组成要素的缺省规则
5.3.3.3 建立中心要素的规则
5.4 几何特征的GPS偏差量化
5.4.1 局部几何偏差
5.4.1.1 局部几何偏差的定义
5.4.1.2 局部几何偏差类型
5.4.2 量化函数
5.4.2.1 量化函数的定义
5.4.2.2 变动曲线
第6章 工件与测量设备的测量检验及应用图解
6.1 按规范验证合格或不合格的判定规则
6.1.1 按规范验证合格或不合格的判定规则术语的定义
6.1.2 默认判定规则
6.1.2.1 通则
6.1.2.2 默认的合格和不合格概率限
6.1.3 按规范验证合格或不合格的规则及不确定区
6.1.3.1 按规范验证合格的规则
6.1.3.2 按规范验证不合格的规则
6.1.3.3 不确定区
6.1.4 判定规则在供应商与顾客关系中的应用
6.1.5GB/T 18779.1—2022与GB/T 18779.1—2002的不同
6.2 GPS测量、测量设备校准和产品验证中的测量不确定度评估指南
6.2.1 测量不确定度术语的定义
6.2.2 测量不确定度

丛书序言：
制造业是国民经济的物质基础和工业化的
产业主体。制造业技术标准是组织现代化生产的
重要技术基础。在制造业技术标准中，最重要的
技术标准是产品几何技术规范（geometrical
product specification，GPS），其应用涉及
所有几何形状的产品，既包括机械、电子、仪器
、汽车、家电等传统机电产品，也包括计算机、
航空航天等高新技术产品。20世纪，国内外大部
分产品几何技术规范，包括极限与配合、几何公
差、表面粗糙度等，基本上是以几何学为基础的
传统技术标准，或称为第一代产品几何技术规范
，其特点是概念明确、简单易懂，但是不能适应
制造业信息化生产的发展和 CAD/CAM/CAQ/CAT
等的实用化进程。1996年，国际标准化组织
（ISO）通过整合优化组建了一个新的技术委员
会ISO/TC 213——尺寸规范和几何产品规范及
检验技术委员会，全面开展基于计量学的新一代
GPS的研究和标准制定。新一代 GPS是引领世界
制造业前进方向的新型国际标准体系，是实现数
字化设计、检验与制造技术的基础。新一代GPS
是用于新世纪的技术语言，在国际上特别受重视
。
在国家标准化管理委员会的领导下，我国
于1999年组建了与ISO/TC 213对口的全国产品
几何技术规范标准化技术委员会（SAC/TC 240
）。在国家科技部重大技术标准专项等计划项目
的支持下，SAC/TC 240历届全体委员共同努力
，开展了对新一代 GPS体系基础理论及重要标
准的跟踪研究，及时将有关国际标准转化为我国
相应国家标准，同时积极参与有关国际标准的制
定。尽管目前我国相关标准的制修订工作基本跟
上了国际上新一代 GPS的发展步伐，但仍然存
在一定的差距，尤其是新一代GPS标准的贯彻执
行缺乏技术支持，“落地”困难。基于计量学的
新一代GPS标准体系，旨在引领产品几何精度设
计与计量实现数字化的规范统一，系列标准的规
范不仅科学性、先进性强，而且系统性、集成性
、可操作性突出。其贯彻执行的关键问题是内容
涉及大量的计量数学、误差理论、信号分析与处
理等理论及技术，必须有相应的应用指南（方法
、示例、图解等）及数字化应用工具系统（应用
软件等）配套支持。为了尽快将新一代 GPS的
主要技术内容贯彻到企业、学校、科研院所和管
理部门，让更多的技术人员和管理干部学习理解
，并积极支持、参与研究相应国家标准的制定和
推广工作，作者团队编撰了这套“新一代产品几
何技术规范（GPS）及应用图解”系列丛书。这
套丛书反映了编著者十余年来在该领域研究工作
的成果，包括承担的国家自然科学基金项目“基
于GPS的几何误差数字化测量认证理论及方法研
究（50975262）”、国家重大科技专项及河南
省系列科技计划项目的GPS基础及应用研究成果
。
“新一代产品几何技术规范（GPS）及应用
图解”系列丛书由四个分册组成：《图解GPS几
何公差规范及应用》《图解GPS尺寸精度规范及
应用》《图解GPS表面结构精度规范及应用》《
图解产品几何技术规范GPS数字化基础及应用》
，各分册内容相对独立。该套丛书由张琳娜教授
（SAC/TC 240副主任委员）任主编，赵凤霞教
授（SAC/TC 240委员）任副主编。
“新一代产品几何技术规范（GPS）及应用
图解”系列丛书以“先进实用”为宗旨，面向制
造业数字化、信息化的需要，跟踪ISO的发展更
新，以产品几何特征的规范设计与检测验证为对
象，着重通过示例、图解及对照分析等手段，实
现对GPS数字化规范及应用方法的详细阐述，图
文并茂、实用性强。全套丛书采用现行国家（国
际）标准，体系完整、内容全面、文字简明、图
表数据翔实，通过详细的应用示例图解，力求增
强可读性、易懂性和实用性。
“新一代产品几何技术规范（GPS）及应用
图解”系列丛书可供从事机械设计（包括机械
CAD、机械制图）的设计人员，从事加工、检验
、装配和产品质量管理的工程技术人员使用；也
可作为产品几何公差的规范设计与检测验证相关
国家标准的宣贯教材，以及大学毕业生岗前培训
的参考资料和高等工科院校机械类及相关专业的
教学参考书。
SAC/TC 240 主任委员强毅
SAC/TC 240 秘书长明翠新

产品数字化设计、制造与检测认证必备基础
新版国家（国际）标准的解读与应用指南
新一代GPS数字化 “落地”工具与方法
深度解析GPS数字化实用案例，全面推广应用经验
标准全新：本书采用最新的数字化基础国家（国际）标准
内容全面：GPS数字化基础规范内容全覆盖，内容丰富、重点突出
实用性强：图、表、示例图释、软件工具系统有机结合，便于参考使用
跟踪ISO的发展更新，以GPS数字化基础为对象，着重通过示例、图解以及对照分析等手段，实现对GPS数字化规范及应用方法的详细阐述，图文并茂、实用性强，满足制造业数字化、信息化的需要。