1. GPS系统组成

GPS由三部分组成：空间部分、地面控制部分和各种类型的GPS终端组成的用户部分。

（1） 空间部分是指分布在六个轨道面上的21颗工作卫星和3颗备用卫星卫星轨道倾角55度，两个轨道面之间相隔60度，每个轨道面上布放4颗卫星，因此在地球上任意地方，至少同时可见到5颗卫星。卫星的主要任务是接收个存贮地面控制站发来的信息，并向用户发送导航电文。

（2） 地面控制部分包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。主控站的任务是：

提供GPS的时间基准，并控制整个地面站组的工作；

处理由各监测站送来的数据，编制各卫星的星历，计算各卫星钟的钟差和电离层校正参数等，然后把这导航信息送到注入站；

控制卫星，使其保持在固定轨道。在卫星失效时，调用备用卫星。

注入站的任务是，在卫星临空时，把导航信息注入给卫星，负责监测注入卫星的导航是否正确。卫星的导航数据，每隔8个小时注入一次。

监测站的任务是在卫星过顶时收集卫星播发的导航信息，对卫星进行连续监控，收集当地的气象数据等。监测站收集的数据送往主控站。
（3） GPS采用无源工作方式，凡有GPS接收设备的用户，都可使用此系统。用户设备种类很多，可分别在海上、陆地、空中和空间场合使用。

2. GPS定位原理

GPS通常采用测距的方法来提供各种数据。除此之外，还可采用多普勒定位与测速法、载波相位法和干涉法定位。

GPS用户设备接收卫星发布的信号，根据星历表信息，可以求得每颗卫星发射信号时的位置。用户设备还测量卫星信号的传播时间，并求出卫星到观测点的距离。如果用户装备有与GPS系统时间同步时钟，那么仅用三颗卫星就能实现三维导航，这时以三颗卫星为中心，以所求得的三颗卫星的距离为半径，作三个球面，观测点就位于球面的交点处。
由于测量存在着误差，通常采用观测四个卫星的方法测其伪距，建立方程式，就能解得观测点的三维位置和用户钟偏差。

3. GPS信号结构与接收技术

GPS导航信号采用不归零的二进制码，速率为每秒50码位。每个码位宽2毫秒。为了保密、抗干扰、精确测距以及识别各卫星信号，GPS系统采用的 扩频调整制方式发射信号，把窄频带的导航数据码（原始信号）频谱展开，变为宽频信号，再调制载波（L1、L2）经天线发射出去。
L1（1575.42MHZ）信号由伪随机噪声码P码（或Y码）和C/A码调制，需要时亦可用C/A码调制。L1和L2信号还同时用导航数据D码调制。
P码事一种连续、快速、长周期的精确码，码率10.23Mdit/s带宽为0.23MHZ.
C/A码事一种短码、粗测码，码率为1.023Mdit/s,带宽为1.23MHZ.
导航数据码D码的码率为50码位/秒，频带宽度为50HZ，是一窄带信号。
终端采用相关接收技术。终端接收到信号后，需要解除扩频调制，利用伪码的相关特性，对扩频后信号进行相关接收，把宽带饿扩频信号变换为窄带信号，最后输出导航数据制码调制的窄带波。

4. 差分GPS

差分GPS是一种可以显著提高GPS系统精度和完整性的技术，差分GPS是在已知位置的地方（差分合），用GPS终端接收卫星，监测GPS系统误差，它要求在已知的测量点（参考点）要有高质量的终端。这个参考基站估算在每颗覆盖范围内缓慢变化的误差量，从而可以得到视界范围内每颗卫星的纠正量。这个纠正量再通过方便快捷的通信链路，并按规定的时间间隔，定时把误差值（校正量）等数据播发出去传递给所有的的DGPS用户。用户利用接收到的信息，对观测值进行校正。

5. GPS的应用

（1） 国外GPS的应用发展状况
新一代的卫星导航定位系统，不仅在军事领域具有非常广泛的应用潜力，它所提供的精确定位和授时能力在民用领域也展现出广泛应用前景。它已在大地测量、车船和飞机导航、城市交通管理、远洋运输管理、远洋捕捞、搜索救援、精细农业、森林防火、机场地面控制、地震预防、精确授时等方面得到广泛应用，其中最具市场价值的应用领域是运动载体（如汽车）的主动导航和动态管理。
随着全球范围内通信、、导航和计算机技术的不断融合，越来越多的GPS终端将被嵌入到通信计算机、安全个消费类电子产品中，这是GPS应用方面的又一崭新领域称嵌入式技术。如：带有GPS定位功能的蜂窝电话、寻呼机、便捷式PC、汽车导航/安全系统、PDA（个人数字助理）和手表等，从而使GPS应用领域得到进一步扩展。
（2） 我国GPS的应用状况
卫星导航定位应用在我国是继互联网、移动通信 又一具有广阔市场前景的信息技术领域，且发展速度极其迅速。
最近几年GPS终端正在进入人们的生活消费领域，其价格从几百元到几千元不等，大多都有12个并行接收通道和数据通信功能，能与便捷电脑相连，使用精确到街道级的地图软件时，可以在PC的屏幕上显示载体的当前位置或进行自动导航。
综上所述，GPS已成为当今最重要的信息源之一，有着广泛的发展前景，正如业内人士所预言，GPS的应用前景仅受人们想象力的限制。在科学技术日新月异的今天，信息技术和信息产业的水品已成为综合国力的重要标志，也是国际竞争力的焦点，我们应紧跟世界技术，开发我国自己的GPS应用设备，为发展卫星应用事业作出贡献。