全球定位系统（NAVSTAR GPS，NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System，以下简称GPS）原是美国国防部为了军事定时、定位与导航的目的所发展，希望以卫星导航为基础的技术可构成主要的无线电导航系统，未来并能满足下一个世纪的应用。
第一颗GPS卫星在1978年发射，首十颗卫星称为BLOCK I试验型卫星，从1989年到1993年所发射的卫星称为BLOCK II/IIA量产型卫星，第二十四颗BLOCK II/IIA卫星在1994年发射后，GPS已达到初步操作能力（Initial Operational Capability，IOC），24颗GPS卫星提供全世界24小时全天候的定位与导航信息。美国空军太空司令部于1995年4月27号宣布GPS已达到完整操作能力（Full Operational Capability），将BLOCK I卫星加以汰换而24颗卫星全部为BLOCK II/IIA卫星，之后又发射四颗BLOCK IIA及一颗BLOCK IIR卫星，成功地满足军事实务的操作。由于此技术的迅速发展，使得民间应用的需求与日遽增，对于传统导航方式更有革命性的影响。为了区别一般（民间用途）与受认可（军事用途）的定位层级，GPS依所得的观测量精度分成标准定位服务（Standard Positioning Service，SPS）与精密定位服务（Precise Positioning Service，PPS），其间的差异在于导航精度及所依据的电码不同，SPS预期的绝对精度为平面100公尺，高程156公尺（95％可信水平），所依据的电码是单频中的C/A（Coarse Acquisition）电码；而PPS预期的绝对精度为平面22公尺，高程27.7公尺（95％可信水平），所依据的电码是双频中的P（Precise）电码。
在距地球20180公里的六个轨道上，GPS卫星所发射的讯号型态包括：电码观测量（Code）与载波相位观测量（Carrier phase），其载波为L波段的无线电微波，依频率又可分成L1（频率1575.42MHz）、L2（频率1227.60MHz）两种。将电码观测量与星历讯息（卫星位置）调制于载波上提供地面接收机量测卫星距离，以距离交会的概念计算相对于卫星的相对距离。L1载波上所调制的电码观测量为C/A电码与P1电码，而L2载波上只调制P2电码。
对于一般用户所使用的SPS系统中含有SA（Selective Availability）效应（已于2000/5/1关闭），透过更改广播星历与卫星时表以蓄意降低C/A电码精度；而在受认可的PPS系统中实施了AS（Anti Spoofing）效应，将P电码皆锁码成Y电码，一般用户已无法获得，为接收机制造厂商仍能以特殊技术（例如Ashtech Z-tracking）取得较高精度的电码观测量。
GPS系统包含三大主要部分：（1）太空部分（2）地面部分（3）使用者部分。
（1）太空部分：包括27颗卫星，其装备有相当高精确度的铯或铷原子钟，其精确度可到达3ns（3x10-9秒），精确的测时是相当重要的，因为接收机必须知道信号从卫星上发射到接收机接收所花的时间，藉此精确的时间方可得到从卫星到接收机精确的距离。当可收到四颗卫星时，可做三维空间的定位。
（2）地面部分：包括一个主控制站，三个地面天线及五个监视站。五个监视站均匀分布在全球各地，主控制站位于Colorado Springs。五个监视站中之三个同时亦为地面天线所在。每个监视站均有一个GPS双频接收机、标准原子钟
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