Hệ thống định vị toàn cầu GPS của Mỹ là hệ dẫn đường dựa trên một mạng lưới 24 quả vệ tinh được Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đặt trên quỹ đạo không gian.
Hệ thống GPS bao gồm 3 thành phần: Trạm không gian (Space Segment), trung tâm điều khiển (Control Segment) và máy thu GPS ( User Segment) như trong Hình 2.2
Trạm không gian bao gồm 24 vệ tinh nhân tạo liên tục phát tín hiệu quảng bá khắp toàn cầu và được ví như trái tim của toàn bộ hệ thống. Các vệ tinh được cấp nguồn bởi các tấm pin mặt trời và được thiết kế hoạt động trong vòng hơn 7 năm. Nếu các tấm pin mặt trời này bị hỏng thì vệ tinh sẽ hoạtđộng nhờ các acqui dự phòng được gắn trên vệ tinh. Ngoài ra, trên vệ tinh còn có các tên lửa nhỏ để hiệu chỉnh quỹ đạo vệ tinh. Hoa Kỳ phóng vệ tinh GPS đầu tiên vào năm 1978 và hoàn thiện việc phóng 24 vệ tinh lên quỹ đạo vào năm 1994.
Trung tâm điều khiển gồm có 4 trạm theo dõi (Monitor Station) và một trạm chủ (Master Control) để phát tín hiệu điều khiển vệ tinh. Bốn trạm theo dõi được đặt ở các địa điểm khác nhau trên khắp thể giới: Một ở đảo Hawaii, một ở đảo Kwajaleln (đều nằm ở Thái Bình Dương), một ở đảo Diego Garcia (Ấn Độ Dương) và một trạm đặt ở Ascension (Đại Tây Dương). Trạm chủ được đặt tại trại Falcon của không lực Hoa Kỳ tại bang Colorado. Bốn trạm theo dõi có nhiệm vụ thu tín hiệu chứa thông tin về quỹ đạo và thời gian từ vệ tinh gửi về; sau đó gửi những thông tin này cho trạm chủ. Trạm chủ sẽ hiệu chỉnh những thông tin đã nhận đựơc và gửi những thông tin đã hiệu chỉnh lên vệ tinh để điều chỉnh quỹ đạo và đồng bộ thời gian cho các vệ tinh cùng với thông tin về suy hao truyền sóng.
Hình 2.3. Vị trí của trung tâm điều khiển
Máy thu GPS là thành phần cuối cùng của hệ thống GPS. Vì tín hiệu từ vệ tinh được phát quảng bá nên số lượng máy thu GPS là không hạn chế. Máy thu GPS sẽ nhận những thông tin về cự ly, thời gian, trễ truyền sóng từ bốn vệ tinh GPS để xác định vị trí cũng như tốc độ của mình.