Nawigacja satelitarna GPS, która większości kojarzy się z odbiornikiem do nawigacji, w rzeczywistości jest bardzo skomplikowanym systemem. Nawigacja GPS, z ang. Global Positioning System, to satelitarny system nawigacyjny, który składa się z 24 satelitów, które zostały umieszczone na orbicie okołoziemskiej przez amerykański Departament Obrony (U.S. Department of Defense). Pierwotny plan zakładał wykorzystanie nawigacji GPS tylko przez amerykańskie siły zbrojne. Jednak pewne tragiczne wydarzenie nad ZSRR spowodowało udostępnienie nawigacji satelitarnej również cywilom.
Nawigacja GPS – krótki przewodnik po nawigacji:
Strategicznymi dla całego systemu nawigacji są wspomniane satelity, które okrążają Ziemie w ciągu 11 godz. 58 min. (pół doby gwiazdowej). Satelity te transmitują sygnał, który następnie jest przetwarzany przez odbiornik GPS i wykorzystywany do wyznaczania pozycji. Odbiornik jest w tym przypadku urządzeniem pasywnym (tylko odbiera sygnał). Satelity nawigacyjne mogą natomiast zarówno nadawać sygnał, jak i go odbierać. Sygnał jaki satelita odbiera jest sygnałem nadawanym przez stacje monitorujące rozlokowane na Ziemi – możliwie blisko równika.
Należy wiedzieć również, że odbiornik musi odbierać sygnał z co najmniej trzech satelitów, aby móc obliczyć pozycję w dwóch wymiarach. Nawigacja w trzech wymiarach możliwa jest tylko wtedy gdy odbiornik nawigacyjny ma kontakt z przynajmniej czterema satelitami. Jednak samo wyznaczanie pozycji nie powoduje, że możemy mówić o odbiorniku jako o urządzeniu do nawigacji GPS. Konieczne są również specjalistyczne mapy cyfrowe, na które zostanie nałożona aktualna pozycja. Odbiornik do nawigacji posiada również możliwość pomiaru prędkości, a także podaje bardzo precyzyjny czas.
Satelity nawigacyjne krążą na wysokości około 20183 km. Każdy z satelitów jest zasilany energią słoneczną. Satelity posiadają nawet do 5 zapasowych kopi baterii, które działają, gdy satelita „nie widzi Słońca” – pomiędzy Słońcem, a satelitą znajduje się Ziemia. Każdy satelita będący częścią systemu nawigacji, wyposażony jest w silniki rakietowe, które mają na celu utrzymanie właściwego toru satelity.
Nawigacja GPS to nie tylko satelity i odbiorniki nawigacyjne. Aby ten system działał prawidłowo, konieczny jest również pewien element kontrolujący i nadzorujący pracę poszczególnych struktur. Takim elementem jest tzw. segment kontroli, który tworzy 12 stacji monitorujących. Główna stacja nadzoru amerykańskiej nawigacji GPS znajduje się w bazie sił lotniczych Shriever AFB w Colorado Springs. Pozostałych 11 stacji rozmieszczonych jest możliwie blisko równika, równomiernie na całej ziemi.
Niezależnie od wszystkich pozytywów związanych z nawigacją GPS, trzeba również wspomnieć o pewnych błędach, które w przypadku zastosowań cywilnych nie są uciążliwe, jednak w przypadku pewnych specjalistycznych zastosowaniach mogą w znaczącym stopniu utrudnić prawidłowe pomiary. Tymi błędami mogą być: błędy jonosferyczne, błędy troposferyczne, błędy efemerydy, błędy spowodowane niedokładnością wzorca czasu oraz błędy powstałe w fazie projektowania nawigacji GPS. Błędy te w wymiernym stopniu wpływają na dokładność nawigacji.