GPS (Global Positioning System) เป็นระบบเดียวในปัจจุบัน ที่สามารถ แสดงตำแหน่งที่อยู่ ที่แน่นอนว่าอยู่ ณ. ตำแหน่งใด บนพื้นโลกได้ทุกเวลา ทุกสภาพอากาศ ระบบนี้มีดาวเทียม 24 ดวง หมุนอยู่รอบโลก อยู่สูงขึ้นไป 11,000 nautical miles หรือประมาณ 20,200 kms. จากพื้นโลก ดาวเทียมหมุนรอบโลก แบ่งเป็น 6 ระนาบ ระนาบละ 4 ดวง โดยทำมุมเอียง 55 องศา ดาวเทียมทั้งหมดจะได้รับการควบคุมดูแล จากสถานีภาคพื้นดินทั่วโลกตลอดเวลา

GPS ELEMENTS เรา สามารถแบ่งระบบ GPS ออกเป็นส่วนๆดังนี้.

SPACE SEGMENT

USER SEGMENT

CONTROL SEGMENT

SPACE SEGMENT ส่วนของอวกาศ ประกอบไปด้วยเครือข่ายของดาวเทียม ระบบ GPS ทั้งระบบ ประกอบด้วยดาวเทียม 24 ดวง โคจรรอบโลก ที่ระยะ 11,000 ไมล์อากาศจากพื้นโลกใช้เวลา 12 ช.ม ในการโคจรรอบโลกหนึ่งรอบ ดาวเทียมโคจรรอบโลก แบ่งเป็น 6 ระนาบ และ ทำมุมเอียง 55 องศา การวางวงโคจรเช่นนี้ทำให้เราสามารถรับสัญญาณจากดาวเทียม ได้คราวละถึง 6 ดวง ดาวเทียมติดตั้งนาฬิกาที่เที่ยงตรงมากๆ ถึง 3 nanoseconds ( ความเที่ยงตรง 0.000000003 ของวินาที หรือ 3e-9)


ความเที่ยงตรงมีความสำคัญมาก สำหรับเครื่องรับ เพราะเครื่องรับจำเป็นต้องทราบเวลา ที่เที่ยงตรง แน่นอน ว่าระยะเวลาเท่าไร ที่สัญญาณคลื่นจากดาวเทียมเดินทาง ถึงเครื่องรับ
ดาวเทียมแต่ละดวง มีเชื้อเพลิง และเครื่องยนต์ขนาดเล็ก ซึ่งสามารถที่จะ ปรับแต่งดาวเทียม ให้อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง ในวงโคจร ถ้าดาวเทียมเกิดเคลื่อนออกจาก ตำแหน่ง ที่กำหนด
ดาวเทียม แต่ละดวงมีนาฬิกา atomic clocks 4 อัน นาฬิกานี้มีความเที่ยงตรงถึงหนึ่งในหนึ่งพันล้าน ของวินาที หรือ nanosecond .
ดาวเทียม แต่ละดวง จะส่งคลื่นสัญญาณออกมาสองคลื่นสัญญาณ หนึ่งคลื่นสำหรับการทหาร และอีกคลื่นหนึ่งสำหรับพลเรือน
     คุณลักษณะ บางอย่างของดาวเทียม

น้ำหนัก     930 kg.(in orbit)

ขนาดSize     5.1 m.

ความเร็ว ใน การโคจร      4 km/sec

สัญญาณที่ส่ง     1575.42 MHz and 1227.60 MHz

เครื่องรับ สัญญาณ      1783.74 MHz

นาฬิกา      2 Cesium and 2 Rubidium

อายุ การ ใช้งาน     7.5 year (later model BlockIIR 10 years)

USER SEGMENT เมื่อนักบินบิน , เครื่องรับ GPS จะคำนวนตำแหน่งปัจจุบันอยู่ตลอดเวลา และแสดง ตำแหน่ง และทิศทางที่ถูกต้อง ระบบ GPS จะฟังสัญญาณจากดาวเทียม และวัดระยะเวลาจากเครื่องส่งสัญญาณ จากดาวเทียม กับเครื่องรับสัญญาณ (รู้เวลาก็สามารถรู้ระยะทาง ) และ โดยวิธีการของสามเหลี่ยม หรือตรีโกณ ระหว่างดาวเทียมหลายดวงที่ได้รับระบบ เครื่องรับของดาวเทียมจะคำนวนตำแหน่งของเครื่องรับ เครื่องรับเองก็ต้องได้รับ สัญญาณจากดาวเทียมอย่างน้อยสี่ดวง ( ก็คือรู้ระยะทางจากเครื่องรับ ถึงดาวเทียมสี่ดวง) ถึงจะคำนวนตำแหน่งลักษณะของ 3 มิติได้ (เครื่องรับสามารถคำนวนได้ ถึงแม้จะได้รับสัญญาณจากดาวเทียมเพียงสามดวง แต่คำนวนได้เพียงสองมิติ นอกจากจะรู้ความสูง) ไม่เพียงแต่รู้ตำแหน่งของเส้นรุ้ง และเส้นแวงเท่านั้น ยังรู้ระยะความสูงด้วย มันมีหลายรูปแบบที่แสดงบนหน้าจอ ซึ่งแล้วแต่บริษัทผู้ผลิต ไม่ต้องปรับหรือจูนหาคลื่น เพราะว่าความถี่ของดาวเทียมนั้นเครื่องรับได้ทราบแล้ว

CONTROL SEGMENT ส่วนควบคุมดาวเทียมประกอบด้วย:

Master Control Station : สถานีควบคุมแม่ข่ายมีอยู่ 1 สถานี ทำหน้าที่รับผิดชอบในการจัดการทั่วไป และบริการสถานีลูกข่าย เป็นศูนย์กลางที่ให้การสนันสนุนการทำงาน เครื่องแม่ข่ายจะคำนวนตำแหน่ง และนาฬิกาดูความคลาดเคลื่อนของดาวเทียมแต่ละดวง จากสถานีลูกข่ายภาคพื้น และสั่งคำสั่งแก้ไข กลับไปยังสถานีลูกข่าย เพื่อส่งไปยังดาวเทียมดวงนั้นๆ

Monitor Stations : สถานีควบคุมลูกข่าย มีอยู่ 4 สถานี จะทำการตรวจสอบความสูง , ตำแหน่ง , ความเร็ว, และวงจรทั่วไปของดาวเทียม สถานีควบคุมนี้ ตรวจสอบดาวเทียมได้ครั้งละ 11 ดวง การตรวจสอบนี้ แต่ละสถานีกระทำวันละ 2 ครั้ง เมื่อดาวเทียมโคจรรอบโลก

OPERATIONหลักพื้นฐานของระบบ GPS คือ วัดระยะทางระหว่าง เครื่องรับในอากาศยาน กับดาวเทียมต่างๆ ในระบบ ดาวเทียมเอง ก็บอกแล้วว่าอยู่ที่ใดตำแหน่งใด ในวงโคจรรอบโลก เครื่องรับรู้ระยะทางแน่ๆ จากดาวเทียม และรู้ระยะทาง ระหว่างดาวเทียม เครื่องรับ GPS มีระบบ computer ที่ สามารถใช้ วืธี ทาง คณิตศาสตร์ สามารถที่จะคำนวน หาตำแหน่งของเครื่องรับที่แน่นอน