全球定位系统(Global Positioning System.GPS)是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年。耗资300亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。

　　GPS系统包括三大部分:空间部分—GPS卫星星座;地面控制部分一地面监控系统;用户设备部分—GPS信号接收机。

　　1.卫星及星座

　　由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座.记作(21+3)GPS星座。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为550，各个轨道平面之间相距600，即轨道的升交点赤经各相差600。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差900，一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前3000

　　在两万公里高空的GPS卫星，当地球对恒星来说自转1周时，它们绕地球运行2周，即绕地球一周的时间为12恒星时。这样.对于地面观测者来说，每天将提前4分钟见到同一颗GPS卫星。位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同.最少可见到4颗，最多可见到11颗.在用GPS信号导航定位时，为了结算测站的三维坐标，必须观测4颗GPS卫星，称为定位星座。

　　2.地面监拉系统

　　对于导航定位来说，GPS卫星是一动态已知点.星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的.卫星上的各种设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统的另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS时间系统。这就需要地面站监侧各顺卫星的时间，求出钟差。然后由地面注人站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注人站和五个监测站.

　　3.用户设备

　　GPS信号接收机的任务是:能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测盆出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间.解译出GPS卫星所发送的导航电文.实时地计算出测足站的三维位置.甚至三维速度和时间。