GPS یا سامانه موقعیت یاب جهانی ، یک سیستم راهبری و مسیر یابی ماهواره ای است که از شبکه ای با 28 ماهواره تشکیل شده است . این ماهواره ها به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده امریکا ساخته و در مدار قرار داده شده اند .اولین ماهوارهGPS در سال 1978 یعنی حدود 30سال پیش در مدار زمین قرار گرفت.
این سیستم در ابتدا برای مصارف نظامی تهیه شده ولی از سال 1980 استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شد و سر انجام در سال 1994 شبکه ای شامل 24 ماهواره تشکیل گردید که امروزه تعداد آن به 28 رسیده است.
با روی کار آمدن سیستم GPS تمام سیستم های قبلی تعیین موقعیت ماهواره ای از قبیل دوربین های بالستیک،داپلر ،SLR,N.N.S.S و LLR وLONG-c وSECOR به تدریج از رده خارج شدند.GPS یک سیستم عملیاتی و همیشه در حال آماده باش است که در تمامی شرایط آب و هوایی و در هر منطقه از کره زمین دارای کارایی می باشد،زیرا فرکانس امواجی که توسط ماهواره های GPS ارسال می شوند در حد گیگاهرتز است و شرایط آب و هوایی(مه و باران) اثری روی این امواج ندارند. این سیستم در طول 24 ساعت شبانه روز فعال است و در هر زمان و در هر مکان که لازم باشد می توان توسط آن تعیین موقعیت کرد. پدید آورندگان این سیستم ، هیچ حق اشتراکی برای کاربران در نظر نگرفته اند و استفاده از آن رایگان است.
در حال حاضر سیستم GPS شامل 28 ماهواره فعال است. این ماهواره ها که Navstar نامیده می شوند ،در مداری به طول 11000 مایل دریایی بالای زمین در حرکت بوده و پیوسته به وسیله ایستگاه های زمینی در سراسر جهان نظارت می شوند.علاوه بر این 28 ماهواره 3 ماهواره دیگر در مدار زمین به صورت پشتیبان قرار دارند ، زیرا در صورت از کارافتادن هر کدام از ماهواره ها یک قسمت از کره زمین را بدون پوشش می مانند.
ماهواره های Navstar دوهزار پوند وزن دارند و دارای صفحات آفتابی به پهنای 17 فوت هستند و با سرعتی در حدود 108 مایل در ثانیه به دور خورشید می گردند . انرژی مصرفی هر کدام از این ماهواره ها ، کمتر از 50 وات است.
این ماهواره ها که کل سطح کره زمین را به طور همزمان پوشش می دهند در شش مدار بیضی شکل با زاویه 55 میل درجه نسبت به صفحه استوای زمین به دور زمین می چرخند و در ارتفاع 20145 کیلومتر از سطح زمین قرار دارند.
زمان یکپارچه چرخش ماهواره های GPS به دور زمین در حدود 12 ساعت نجومی است.به عبارتی در هر 24 ساعت خورشیدی در طول شبانه روزماهواره دوبار از افق یک محل می گذرد.همانطور که می دانیم شبانه روز خورشیدی 4 دقیقه از شبانه روز نجومی بیشتر است لذا در هر روز نسبت به روز قبل ماهواره 4 دقیقه زودتر در افق یک محل ثابت طلوع می کند. هر ماهواره حدودآ 10سال فعال میماند و جایگزینی ماهواره ها بموقع انجام گشته و ماهواره های جایگزین به فضا پرتاب می گردند.مسیر گردش ماهواره ها آنها را بین عرض جغرافیایی 60 درجه شمالی و 60 درجه جنوبی قرار می دهد . این امر به معنی آن است که در هر نقطه از زمین و در هر نقطه از زمان می توان سیگنالهای ماهواره ای آن را دریافت نمود. و هر چه به قطبهای شمال- جنوب نزدیکتر شویم نیز همچنان ماهواره های GPS را خواهیم دید.هر چند دقیقا در بالای سر ما نخواهند بود و این در دقت و صحت عمل آنها در این نقاط تاثیر می گذارند .با استفاده از تلسکوپ در هر لحظه می توان 4 ماهواره Navstar را در فضا مشاهده کرد.
این ماهواره ها نیروی خود را ا ز خورشید تامین می کنند. همچنین باتری هایی نیز برای زمانهای خورشید گرفتگی و یا مواقعی که در سایه زمین حرکت می کنند به همراه دارند . راکت های کوچکی نیز ماهواره ها را در مسیر صحیح نگه می دارند . ماهواره های Navstar به وسیله موشکهایی از پایگاه کیپ کاناوارال در ایالت متحده پرتاب می شوند، در مدار زمین قرار می گیرند.