GPS (Global Positioning System) – bo taką nazwę nosi ten system – został zbudowany na zlecenie Departamentu Obrony USA w latach 1982-1994, a zarządzany jest przez Dowództwo Sił Powietrznych. Mimo że początkowo został zaprojektowany do zastosowań wojskowych, to ze względu na walory użytkowe, a także dążenie do obniżenia kosztów eksploatacji, z pewnymi ograniczeniami GPS udostępniono też użytkownikom cywilnym.
Ziemia – powietrze
Cały system GPS składa się z trzech powiązanych ze sobą podsystemów. Część satelitarną tworzą 24 podstawowe i 6 zapasowych satelitów NAVSTAR (Navigation System with Time and Ranging), okrążających Ziemię w ciągu 12 godzin. Na każdej z sześciu orbit znajdują się cztery satelity poruszające się na wysokości około 20 200 km. Co ciekawe, taka wysokość umożliwia korzystanie z usług GPS-u nie tylko odbiornikom naziemnym, ale także innym sputnikom. Orbity są rozmieszczone wokół całego globu i nachylone do płaszczyzny równika pod kątem 55o. Taka konfiguracja sprawia, że z dowolnego miejsca na naszej planecie i o dowolnej porze widać co najmniej cztery satelity.
Działanie części “powietrznej” systemu jest nadzorowane z Ziemi przez Główną Stację Nadzoru (MCS – Master Control Station) z Bazy Sił Powietrznych Falcon w Colorado Springs i stacje monitorujące w Kwajalein, Diego Garcia, Ascesion i na Hawajach – zadaniem tych ostatnich jest śledzenie toru ruchu satelitów. Zebrane dane przesyłane są do MCS, gdzie następuje korekta efemeryd satelitów, czyli zbioru parametrów orbity. Wyznaczone poprawki transmitowane są do satelitów.
Ostatnią częścią systemu GPS są użytkownicy, a dokładniej różne odbiorniki – cywilne i wojskowe. Odbierają one sygnały emitowane przez “widoczne” satelity oraz obliczają współrzędne i prędkość poruszania się obserwatora. Odbiorniki są zazwyczaj wielokanałowe, czyli umożliwiające odbiór sygnałów z większej liczby satelitów, co zapewnia szybsze i dokładniejsze wyznaczanie pozycji. Dostępne urządzenia pracują w jednym z dwóch trybów wyznaczania pozycji: standardowym – inaczej SPS (Standard Positioning Service), i precyzyjnym – tak zwanym PPS (Precise Positioning Service). Oba sposoby pracy różnią się przede wszystkim przeznaczeniem. Z pierwszego mogą korzystać użytkownicy cywilni, którzy muszą się liczyć z niedokładnościami pomiaru lub wręcz wyłączeniem ich “części” systemu w wypadku zagrożenia bezpieczeństwa Stanów Zjednoczonych. Drugi tryb jest zarezerwowany dla tak zwanych użytkowników uprawnionych, czyli różnorakich agencji rządowych USA. Do tej grupy należeć mogą również cywilne firmy mające specjalne, stałe lub okresowe, zezwolenia Departamentu Obrony USA.
