GPS衛星導航係統是由24顆GPS衛星組成的，在離地麵12×106千米的高空中，以12小時為周期環繞地球運行，使得在任意時刻，在地麵上的任意一點都可以同時觀測到4顆以上的衛星係統。
在GPS觀測中，我們可得到衛星到接收機的距離，利用三維坐標中的距離公式，利用3顆衛星，就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置(X，Y，Z)。考慮到衛星的時鍾與接收機時鍾之間的誤差，實際上有4個未知數，X、Y、Z和鍾差，因而需要引入第4顆衛星，形成4個方程式進行求解，從而得到觀測點的經緯度和高程。再通過接收機進行數據修正，消除誤差，從而得到一個比較準確的位置。
2．全球定位係統的構成
全球定位係統由三部分構成，分別是空間部分、地麵控製部分和用戶設備部分。
（1）空間部分
GPS的空間部分是由24顆通信衛星組成，它位於距地表20200千米的高空，均勻分布在6個軌道麵上，軌道傾角為55度。這樣的衛星的分布可以滿足用戶在全球的任何地方、任何時間都可觀測到4顆以上的衛星。這就提供了在時間上連續的全球導航能力。GPS衛星產生兩組電碼：一組稱為C/A碼；一組稱為P碼。P碼因頻率較高，定位精度高，不易受幹擾，因此它的使用受到美國軍方管製，並設有密碼，一般大眾無法解讀，主要為美國軍方服務。目前大部分人使用的是C/A碼，它的精確度與P碼相比，性能要差一些。
（2）地麵控製部分
GPS全球定位係統的地麵控製部分由一個主控站、5個全球監測站和3個地麵控製站組成。監測站均配裝有精密的儀器，並且還有能夠連續測量到的可見衛星接收機。衛星將取得的GPS觀測數據傳輸到地麵監測站，包括電離層和氣象數據。經過初步處理後，傳送到主控站。主控站從各監測站收集跟蹤數據，計算出衛星的軌道和各項參數，然後將結果送到3個地麵控製站。地麵控製站在每顆衛星運行至上空時，把這些導航數據及主控站指令輸入到衛星。這種輸入要求每顆GPS衛星每天進行一次，並在衛星離開輸入站作用範圍之前進行最後的輸入。如果某地麵站發生故障，那麼在衛星中預存的導航信息還可再用一段時間，但導航精度會逐漸降低。
（3）用戶設備部分
GPS全球定位係統的用戶設備部分主要是指GPS信號接收機。
它的主要功能是能夠捕獲到根據一定衛星截止角所選擇的待測衛星，並對這些衛星的運行進行跟蹤。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號後，就可測量出接收天線到衛星的距離和距離的變化率，從而解調出衛星軌道參數等數據。根據這些數據，接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行有效定位計算，計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬件和機內軟件以及GPS數據的後處理軟件包構成了完整的GPS用戶設備。
GPS接收機的結構可以簡單地分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般采用機內和機外兩種直流電源。
設置機內電源的目的在於更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機後，機內電池為RAM（隨機存儲器）存儲器供電，以防止數據丟失。目前各種類型的接收機體積越來越小，重量越來越輕，便於野外觀測使用。
3．GPS應用
隨著定位係統普及程度越來越廣，我們也需要多了解一些關於這方麵的信息。那麼，你知道GPS定位係統都應用在哪些方麵嗎？
首先GPS可以在軍用方麵大顯身手，對於保障國防安全有一定的積極作用，它可以有效地為地麵防衛部隊提供寶貴的預警時間。另外，GSP在民用領域，表現也相當出色。
例如GPS可以為船舶、汽車、飛機等運動物體進行定位導航，具體來說，船舶遠洋導航和進港引水用得著它，飛機航路引導和進場降落用得著它，它可以實現汽車的自主導航，它還能提供緊急救生救援、個人旅遊及野外探險。GPS還可以在工程技術方麵大顯身手，借助它可以完成水下地形的測量，以及地殼形變測量，大壩和大型建築物變形監測。總之，GPS在民用領域的諸多方麵都起到了廣泛的作用。
（1）GPS前景
由於GPS技術所具有的全天候、高精度和自動測量的特點，作為先進的測量手段和新的生產力，已經融入了國民經濟建設、國防建設和社會發展的各個應用領域。據有關專家預測，在美國，單單是汽車GPS導航係統就會得到極其廣泛的應用。因為汽車上GPS係統是十分實用的。另外，在我國，汽車GPS導航也將會有前所未有的發展。它一定會成為製造商、使用者都比較歡迎的產品。由此可見，GPS技術具有非常可觀的應用前景。