Спутниковая система навигации GPS (англ. Система Глобального Позиционирования) обеспечивает измерение расстояния, времени и определяет местоположение во всемирной системе координат WGS 84. Навигационная спутниковая система GPS была разработана и реализована Министерством обороны США, - эксплуатируется до настоящего времени и в гражданских целях (навигаторы, телефоны или планшеты с GPS-приёмником).

С помощью этой системы навигации можно определить свои координаты (также и скорость движения) в любой точке Земли, кроме приполярных областей.

 История создания спутниковой навигации начинается с 50-х годов, в то время, когда СССР был запущен первый искусственный спутник Земли. За сигналами, исходящими от советского спутника, стали наблюдать американские учёные во главе с Ричардом Кершнером и заметили, что благодаря эффекту Доплера частота сигнала меняется при приближении и отдалении спутника– тогда и возникла идея применения спутниковых сигналов для определения местоположения объектов. То есть, если знать свои точные координаты на Земле, то появляется возможность измерить положение и скорость спутника, и наоборот, если знать точное положение спутника, можно определить собственные координаты и скорость.

Спустя 20 лет эта идея была реализована; в 1973 году создаётся программа DNSS, позже переименована в Navstar-GPS и в конечном итоге, в GPS. В июле 1974 года был выведен на орбиту первый тестовый спутник, а продолжались запуски спутников до 1993 года, когда на орбиту был выведен последний из 24 спутников. Незамедлительно GPS встала на вооружение для наведения на неподвижные и подвижные объекты на земле или в воздухе.

Разработка глобальной системы позиционирования – GPS изначально являлось военным проектом. Но после того, как в 1983 году из-за дезориентации в пространстве вторгшийся в воздушное пространство Советского Союза “Боинг-747” Корейских Авиалиний с пассажирами и членами экипажа был сбит советским истребителем возле острова Сахалин, президент США Рональд Рейган с целью не допустить в будущем таких трагических происшествий разрешил использовать навигационные системы в гражданских целях во всём мире (предварительно уменьшив точность специальным алгоритмом во избежание применения этой системы в военных нуждах).

Через некоторое время появилось информация о том, что некоторые компании сумели расшифровать алгоритм уменьшения точности на L1-частоте и успешно компенсируют эту составную часть ошибки. В 2000 году президентом США Биллом Клинтоном с помощью своего указа было отменено это "загрубление".

Принцип использования спутниковой системы GPS основывается на определении местоположения путём измерения моментов времени приёма синхронизированных сигналов, идущих от навигационных спутников, антенной потребителя.

Технические особенности реализации GPS-навигации.

Система навигации GPS состоит из трёх основных сегментов: космического, управляющего и пользовательского. Все пользовательские GPS-приёмники принимают транслируемые сигналы со спутников и после обработки полученных данных происходит вычисление положения в пространстве по трём основным координатам в режиме реального времени.

В состав космического сегмента входят 32 спутника, вращающиеся на средней орбите Земли.

Управляющий сегмент является главной управляющей станцией с несколькими дополнительными управляющими подстанциями – станции мониторинга и наземные антенны.

Пользовательский сегмент – это устройства приёма сигнала со спутников с функцией GPS, обладающими многие пользователи.

Основное применение GPS.

Технология GPS нашло своё применение в гражданских целях, не смотря на то, что изначально планировалось использовать для военных нужд. GPS-приёмниками в настоящее время оснащаются большинство электронных устройств: смартфоны, планшетные компьютеры, автомобильные навигаторы или даже MP3-плееры.

 GPS наиболее востребованной стала в следующих отраслях:

Геоденезия – определение координат земельных участков,

Картография – для построения гражданских и военных карт,

Геотегинг – автоматическое определение места, с которого было произведено фото и привязка этих координат к снимку,

Сотовая связь – оперативное определение местоположения абонента, звонящего на 911,

Навигация – как морская так и дорожная,

Спутниковый мониторинг транспорта – контроль за движением, мониторинг скорости и положения различного транспорта,

Тектоника, тектоника плит – наблюдения за движением и колебаниями плит.