GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分—GPS衛(wèi)星星座；地面控制部分—地面監(jiān)控系統(tǒng),；用戶設(shè)備部分—GPS信號(hào)接收機(jī),。

GPS衛(wèi)星星座；

GPS工作衛(wèi)星及其星座 由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成GPS衛(wèi)星星座,，記作（21+3）GPS星座,。 24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi),，軌道傾角為55度，各個(gè)軌道平面之間相距60度,， 即軌道的升交點(diǎn)赤經(jīng)各相差60度,。每個(gè)軌道平面內(nèi)各顆衛(wèi)星之間的升交角距相差90度， 一軌道平面上的衛(wèi)星比西邊相鄰軌道平面上的相應(yīng)衛(wèi)星超前30度,。
在兩萬(wàn)公里高空的GPS衛(wèi)星，當(dāng)?shù)厍驅(qū)阈莵?lái)說(shuō)自轉(zhuǎn)一周時(shí),，它們繞地球運(yùn)行二周,， 即繞地球一周的時(shí)間為12恒星時(shí)。這樣,，對(duì)于地面觀測(cè)者來(lái)說(shuō)，每天將提前4分鐘見到同一顆GPS 衛(wèi)星,。位于地平線以上的衛(wèi)星顆數(shù)隨著時(shí)間和地點(diǎn)的不同而不同,，最少可見到4顆， 最多可見到11顆,。在用GPS信號(hào)導(dǎo)航定位時(shí),，為了結(jié)算測(cè)站的三維坐標(biāo)，必須觀測(cè)4顆 GPS衛(wèi)星,，稱為定位星座,。這4顆衛(wèi)星在觀測(cè)過(guò)程中的幾何位置分布對(duì)定位精度有一定的影響。對(duì)于某地某時(shí),，甚至不能測(cè)得精確的點(diǎn)位坐標(biāo),，這種時(shí)間段叫做“間隙段”。但這種 時(shí)間間隙段是很短暫的,，并不影響全球絕大多數(shù)地方的全天候,、高精度、連續(xù)實(shí)時(shí)牡己蕉ㄎ徊飭俊?GPS工作衛(wèi)星的編號(hào)和試驗(yàn)衛(wèi)星基本相同,。
地面監(jiān)控系統(tǒng)
對(duì)于導(dǎo)航定位來(lái)說(shuō),，GPS衛(wèi)星是一動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)。星的位置是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷—描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及其軌道的 的參數(shù)算得的,。每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷,，是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。衛(wèi)星上的各種設(shè)備是否正常 工作,，以及衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌道運(yùn)行,，都要由地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。地面監(jiān)控系統(tǒng) 另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)—GPS時(shí)間系統(tǒng),。這就需要地面站監(jiān)測(cè) 各顆衛(wèi)星的時(shí)間,，求出鐘差,。然后由地面注入站發(fā)給衛(wèi)星，衛(wèi)星再由導(dǎo)航電文發(fā)給用戶設(shè)備,。 GPS工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)主控站,、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站。
GPS信號(hào)接收機(jī)
GPS 信號(hào)接收機(jī)的任務(wù)是：能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào),， 并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行,，對(duì)所接收到的GPS信號(hào)進(jìn)行變換、放大和處理,，以便測(cè)量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星 到接收機(jī)天線的傳播時(shí)間,，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)站的三維位置,， 位置,，甚至三維速度和時(shí)間。
靜態(tài)定位中,，GPS接收機(jī)在捕獲和跟蹤GPS衛(wèi)星的過(guò)程中固定不變,，接收機(jī)高精度 地測(cè)量GPS信號(hào)的傳播時(shí)間，利用GPS衛(wèi)星在軌的已知位置,，解算出接收機(jī)天線所在位置的 三維坐標(biāo),。而動(dòng)態(tài)定位則是用GPS接收機(jī)測(cè)定一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)行軌跡。GPS信號(hào)接收機(jī) 所位于的運(yùn)動(dòng)物體叫做載體（如航行中的船艦,，空中的飛機(jī),，行走的車輛等）。載體上 的GPS接收機(jī)天線在跟蹤GPS衛(wèi)星的過(guò)程中相對(duì)地球而運(yùn)動(dòng),，接收機(jī)用GPS信號(hào)實(shí)時(shí)地 測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)（瞬間三維位置和三維速度）,。
接收機(jī)硬件和機(jī)內(nèi)軟件以及GPS數(shù)據(jù)的后處理軟件包，構(gòu)成完整的GPS用戶設(shè)備,。GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu) 分為天線單元和接收單元兩大部分,。對(duì)于測(cè)地型接收機(jī)來(lái)說(shuō),，兩個(gè)單元一般分成 兩個(gè)獨(dú)立的部件,，觀測(cè)時(shí)將天線單元安置在測(cè)站上，接收單元置于測(cè)站附近的適當(dāng)?shù)胤剑?用電纜線將兩者連接成一個(gè)整機(jī),。也有的將天線單元和接收單元制作成一個(gè)整體,，觀測(cè)時(shí)將其 安置在測(cè)站點(diǎn)上。
GPS接收機(jī)一般用蓄電池做電源,。同時(shí)采用機(jī)內(nèi)機(jī)外兩種直流電源,。設(shè)置機(jī)內(nèi)電池的目的 在于更換外電池時(shí)不中斷連續(xù)觀測(cè)。在用機(jī)外電池的過(guò)程中,，機(jī)內(nèi)電池自動(dòng)充電,。 關(guān)機(jī)后,，機(jī)內(nèi)電池為RAM存儲(chǔ)器供電，以防止丟失數(shù)據(jù),。
近幾年,，國(guó)內(nèi)引進(jìn)了許多種類型的GPS測(cè)地型接收機(jī)。各種類型的GPS測(cè)地型接收機(jī)用于 精密相對(duì)定位時(shí),，其雙頻接收機(jī)精度可達(dá)5mm+1PPM.D,，單頻接收機(jī)在一定距離內(nèi)精度可達(dá) 10mm+2PPM.D。用于差分定位其精度可達(dá)亞米級(jí)至厘米級(jí),。 目前,，各種類型的GPS接收機(jī)體積越來(lái)越小，重量越來(lái)越輕,，便于野外觀測(cè),。GPS和GLONASS 兼容的全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)接收機(jī)已經(jīng)問(wèn)世。