GPS（Global Positioning System）系统，全称为全球定位系统，是由美国建立和维护的一个全球性的卫星导航系统。它自20世纪70年代开始研发，于1994年全面建成，至今已经成为了全球范围内广泛应用的导航定位技术。
GPS系统的起源与发展
起源
GPS系统的起源可以追溯到20世纪60年代，当时美国军方为了满足军事需求，开始研发一种能够为地面、海上和空中部队提供精确定位信息的技术。这一需求源于冷战时期，美国需要一种能够实时、准确地追踪敌方军事行动的手段。
发展
1973年，美国国防部正式将这一项目命名为“导航星全球定位系统”（Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System，简称NAVSTAR GPS）。经过多年的研发和测试，GPS系统于1994年全面建成，并开始向民用开放。
GPS系统的组成
GPS系统由以下几个部分组成：
卫星星座
GPS系统由24颗卫星组成，均匀分布在6个轨道平面，每个轨道平面有4颗卫星。这些卫星绕地球运行，不断向地面发送信号。
控制站
控制站负责监控卫星状态、调整卫星轨道、计算卫星位置和时钟误差等。全球共有5个控制站，分别位于美国、英国、印度、西班牙和挪威。
用户设备
用户设备可以是手持GPS接收器、车载GPS导航仪、智能手机等。这些设备通过接收卫星信号，计算出自身位置。
地面天线
地面天线负责接收卫星信号，并将其发送给用户设备。
GPS系统的工作原理
GPS系统的工作原理基于三角测量法。用户设备通过接收至少4颗卫星的信号，计算出自身与卫星之间的距离，进而确定自身位置。
信号传播
卫星向地面发送的信号包括载波信号和调制信号。调制信号中包含了卫星的时钟信息和卫星轨道信息。
信号接收
用户设备通过天线接收卫星信号，并计算出信号传播时间。由于光速是恒定的，因此可以根据信号传播时间计算出用户设备与卫星之间的距离。
位置计算
用户设备通过接收至少4颗卫星的信号，计算出自身与卫星之间的距离，进而确定自身位置。
GPS系统的应用
GPS系统在各个领域都有广泛的应用，以下列举一些主要应用：
导航定位
GPS系统最基本的应用是导航定位。无论是车载导航、手机导航还是户外探险，GPS系统都为用户提供精确的位置信息。
军事应用
GPS系统在军事领域具有重要作用，如侦察、导航、通信等。
科研应用
GPS系统在科研领域也有广泛应用，如地质勘探、地球物理研究、气象观测等。
日常生活
GPS系统已经深入到我们的日常生活中，如购物、出行、娱乐等。
总结
GPS系统作为美国建立的全球定位导航系统，自20世纪70年代开始研发，至今已经成为了全球范围内广泛应用的导航定位技术。它为各个领域提供了精确的位置信息，极大地提高了我们的生活质量。