迪亚戈
全球定位系统(GPS)是美国继登月、航天飞机之后的第三大航天工程，利用围绕地球的24颗卫星发射信号进行经纬度和高度的定位，围绕地球的24颗卫星成互差120度的平面排列。可为近地空间的各类用户实时提供精密三维位置坐标、三维速度和时间(PVT)等信息，用于对全球的民用及军用飞机、舰船、人员、车辆等提供实时导。
GPS卫星同时发射两种码，一种为P码，我们称之为细码，一种是C/A码，我们称之为粗码。P码的精度非常高，通常可以控制在误差3米以内，但只为军方服务。而我们使用的为C/A码，精度在14米以内。
两个坐标点，我们可以确定一个平面内的一点，如果知道三个坐标点我们就能够知道空间当中的任意一点位置。而GPS可以利用三颗卫星进行经纬度X，Y的定位，而四颗卫星可以进行经纬度和高度X，Y，Z三维定位，四颗卫星三颗进行坐标定位，一颗卫星进行时钟矫正。
GPS除了具备测量经纬度和高度的作用以外，GPS还具有其他一些功能，比如利用上一次定位的坐标和这次定位的坐标差进行测速，利用两次坐标差进行方向的定位，利用行进轨迹进行里程的计算和面积的计算等等。还有包括计算地理位置的月相，日初日落时间，潮汐，太阳月亮的方位，有些GPS内置电子气压计，还能计算大气压并且预测天气。
GPS是需要和卫星进行联系才能够定位的，城市里的水泥混凝土，树木，高架桥，天线，GPS屏蔽器等都是干扰信号。因此城市里使用有时候会信号接受不到的情况发生。
那么GPS全球定位系统究竟是什么东西呢？它是一套美国军方设计的，以航天技术为基础的导航与定位系统。这套系统可以使美军士兵独立测定精度为10米以下的自己的位置。这个“独立测定”非常重要：在实际使用中，如果这套系统需要士兵发射电波确定自己位置的话，会很容易地被敌方侦测到自己的实际位置，所以整个地面接收系统需要完全被动接收信号。
由于美国全球战略的需要，这套系统需要覆盖全世界，并且的用户接收端的成本要非常低，因为系统的设计要求是每个士兵、每车都要安装接收系统。
GPS并不是世界上第一个无线电导航系统，早在第二次世界大战以前，就已经出现了无线电导航系统。
从20世纪60年代开始，美军就不断地试验并改进以卫星为基础的无线电导航系统，从最早的TRANSIT，到NAVSTAR, 一步一步地把GPS系统进行完善并降低接收系统成本。随着接收系统的成本不断降低，很多有商业头脑的人预见到了GPS系统的民用市场的广大，把GPS扩展到民用的呼吁在美国国内越来越高。
不过最终促成此事的是一桩悲剧：1983年，韩国的汽车gps定位KAL-007航班因为迷航误入前苏联领空，被前苏联战斗机击落，机上乘客和机组人员无一生还。那会儿GPS还没有投入民用，民用航班的导航主要无线电信标，万一地面信标站或机上系统有故障，那麻烦就大了。于是美国前总统里根于1984年正式宣布：开放GPS信号的民间使用，无偿提供服务。
到1993年12月，美国国防部宣布GPS系统初步完成，由24颗BLOCK I 和 BLOCK II 卫星组成。1995年7月，美国国防部宣布GPS系统完全完成，由24颗BLOCK II卫星组成。
整个GPS系统由三部分组成：控制部分，空间部分，用户端。空间部分和控制部分由美国军方维护，主要是保证卫星正常工作及其发送的信号准确无误。用户端就是大家平常用的GPS接收机，虽然形式多种多样，但基本操作都是接收卫星信号并计算接收机所在位置。
在空间部分，美军布置了24颗BLOCK II卫星，由ROCKWELL公司制造，星重700-900公斤，包含太阳能极板为5米宽，设计使用寿命为7.5年。卫星轨道距地面20200公里，轨道面与地球赤道面夹角为55度，轨道面之间在赤道面投影的夹角为60度，每个轨道面布置4颗卫星，所以总卫星数是6个轨道面乘以4为24颗。其中21颗正式使用，3颗备用。每颗卫星每12个小时绕地球一周。这样算下来，在任何时刻、地球的任意地方，基本都能“看到”12颗左右
的卫星。
GPS接收机的定位实际是就是通过计算接收机距不同卫星的距离来完成的：如果接收机知道它离第一颗卫星的距离，接收机在宇宙中可能的位置就是一个球；如果接收机同时知道它离第二颗卫星的距离，接收机可能的位置就是两个球的交线；如果接收机同时知道它离第三颗卫星的距离，那么接收机的可能位置就是三个球的两个交点。
基本的信号结构：
一般民用GPS使用的是GPS系统的L1载波，频率为1575.42 MHz。在这个载波频率上面以调相方式加载了两种不同的伪随机噪声码：C/A码和P码。C/A码是用于民用的测距码，码长为1023个码元，即1023次从数字零到数字1的跳动，这1023个码元每秒重复1000次，即1.023MHz, 或每一百万分之一秒跳动一次。P码是军用码，码长非常长，码速为10.23MHz，即每千万分之一秒跳动一次。
由于GPS接收机通过对比码元的跳动来计算从卫星到接收机的时间，然后再转换成距离，显而易见，P码的时间精度高了10倍，距离精度也就高了10倍：现代信号处理技术计算码元
跳动的时间精度是码宽的百分之一，一百万分之一秒折合出来的距离是300米，它的百分之一就是3米。而P码的精度是这个数值的十分之一，即0.3米。换句话说，在计算某个卫星距离接收机的实际距离的时候，C/A码的理论精度是3米。
GPS的能与不能:
第一， GPS能为你提供定位服务，但不能永远工作。这是非常重要的一点，在野外的时候有无数种情况会使GPS接收机停止工作，所以一定要有备用手段：指南针和纸地图是必不可少的装备，学会使用它们也是GPS机友应有的基本技能。关于GPS接收机对卫星信号的依赖，我在下面介绍。
第二， GPS能告诉你应该向那里走，但不能替你走。听着像傻子说的话，是吧？不过这个在实际野外应用中经常发生：不要以为带了GPS不会迷路就万事大吉了，在很多种情况下，你明明知道应该向某个方向走，可就是过不去，所以野外的实际经验非常重要，GPS只是辅助指路的手段。
第三， GPS能告诉你当前的位置，但不能告诉你周围的地形状况。在知道自己的位置以后，
周围的地形状况就需要地图的支持了：无论是纸地图还是PDA中的电子扫描地图还是手持机中的矢量地图，这些都是获得地形信息的来源。
第四， GPS能帮助你记走过的路，但不能完美地再现。在你爬山的时候，你走过的路线在GPS中是按航迹记录的，航迹可能由几十上百个航迹点（TRACK POINT）组成，如果半路上你迷路了，需要顺原路摸回去的时候，GPS可以把这些航迹点转换成航点(WAYPOINT), 然后指导你一段一段地摸回出发地。由于GPS的限制，转换成的航点只能有30个或更少，所以航点组成的航线（ROUTE）要比原始航迹粗糙得多。这个我在下面再强调。
GPS卫星信号的遮闭:
基于GPS系统的原理，GPS接收机强烈依赖于直接接收到卫星信号，换句话说，严重依赖于接收机“看到”的天空的范围——天空范围越大，接收机收到的来自不同卫星的卫星信号就越多，就越能准确地定位。
GPS接受机接收的是从卫星来的1575.42 MHz微波信号，所有的自然天气现象不会遮闭GPS信号，当然对定位精度有影响。因为卫星发射功率及距离原因，该信号比同频率的背景
噪声小100倍，比现在穿过你身体的广播信号小上千倍。GPS手持机使用复杂的数字信号技术把真正有用的信号过滤出来。所以一般的无线电干扰对GPS接收机并不构成威胁，真正有威胁的是物体的遮挡。
GPS微波信号的穿透能力：
1. 所有金属实体会完全遮闭GPS信号。注意含有金属涂层的汽车贴膜对GPS也有遮闭作用。
2. 厚度为1厘米以上的水体（液态）会完全衰减GPS信号至不可用。
3. 玻璃和塑料对GPS信号有轻度衰减，所以你可以把GPS放在衣服口袋里面，或汽车风档下，或插入腰间的护套。
4. 不过厚重的非金属物体也会完全遮挡信号，几厘米的木头会完全遮闭GPS信号。
5. 1575.42MHz的微波信号波长是19厘米，所以理论上可以透过孔径(直径)大于19厘米的金属网，或普通金属绗架结构，比如输电铁塔。
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