mini|desno|300px|Umjetnička koncepcija GPS satelita Block II-F u orbiti.
mini|desno|300px|Civilni GPS radioprijamnik ("GPS navigacijski uređaj") u pomorskoj primjeni.
mini|desno|300px|Automobilni navigacijski sustav u taksiju.
mini|desno|300px|GPS prijamnici danas su integrirani u mnogim mobilnim telefonima.
Globalni položajni sustav (akronim GPS) je satelitski radionavigacijski sustav za određivanje položaja na Zemlji ili u njezinoj blizini. Sustav omogućuje korisniku određivanje svih 3 koordinata njegova trenutačnog položaja u jedinstvenom svjetskom (globalnom) koordinatnom sustavu. Globalni položajni sustav čine: skupina umjetnih satelita u orbitama oko Zemlje koji stalno (kontinuirano) odašilju kodirane radiosignale s podatcima o svojem trenutačnom položaju i vremenu odašiljanja (satelitski segment sustava), zemaljske postaje koje preciznim mjerenjima utvrđuju položaj satelita i prate njihov rad (kontrolni segment) te prijamnici korisnika koji, najčešće u kompaktnom kućištu, sadržavaju antenu, radioprijamnik i računalo (korisnički segment).
Radioprijamnik korisnika proračunava svoj trenutačni položaj analizirajući signale koje je primio s najmanje četiriju satelita. Sateliti se u tom trenutku moraju nalaziti iznad obzora (horizonta), a na putu signala ne smiju biti fizičke zapreke. Za proračun je dovoljno poznavati točan položaj 3 satelita te odrediti udaljenosti do njih, dok se podatci o položaju i udaljenosti četvrtoga satelita uvode radi korekcije pogrešaka. Zahvaljujući točno određenoj putanji, položaj satelita u svakom se trenutku može predvidjeti, a moguće otklone prate zemaljske postaje te o njima putem satelita izvještavaju korisnike. Udaljenost do svakoga pojedinog satelita, uz poznavanje brzine širenja elektromagnetskih valova, izračunava se mjereći razliku u vremenu odašiljanja signala sa satelita i vremenu prijema signala na prijamniku. Izračunane udaljenosti polumjeri su zamišljenih sfera (kugla), kojima se u središtima nalaze sateliti, a u zajedničkom sjecištu radioprijamnik. Podatci o vremenu odašiljanja signala sa satelita iznimno su točni zahvaljujući rubidijevim i cezijevim atomskim satovima, ali se pogreške u mjerenju pojavljuju uglavnom zbog nesavršenosti kremenoga sata (poznatog i kao kvarcni sat) u prijamniku, nejednolike brzine širenja signala pri prolasku kroz ionosferu i troposferu, zaostajanja signala zbog refleksije (odbijanja) od predmeta na površini i drugog.
Danas je u najširoj civilnoj uporabi NAVSTAR/GPS (engl. Navigation System with Time and Ranging / Global Positioning System, najčešće samo GPS), američki sustav koji je, prvotno za vojne potrebe, razvilo Ministarstvo obrane SAD-a. Satelitski segment toga sustava sastoji se od 24 umjetna satelita, ravnomjerno raspoređena u 6 orbitalnih ravnina, koji svakih 12 sati obiđu Zemlju na udaljenosti od približno 20 200 kilometara. Prvi je satelit lansiran 1978., a puna je konstelacija ostvarena 1995. Položaj satelita prati 5 zemaljskih postaja (glavna u Colorado Springsu u SAD-u, preostale 4 u blizini ekvatora). Osim američkoga, djelomično su operativni ili su u pripremi i globalni položajni sustavi Rusije (GLONASS), Europske zajednice (Galileo) te Kine (Beidou). Trenutačno se ulažu napori za spajanje tih sustava, što bi unaprijedilo točnost određivanja položaja i osiguralo dostupnost dovoljnoga broja satelita u slučajevima zapriječenosti dijela obzora.
Pogreška mjerenja sustavom NAVSTAR/GPS uglavnom je manja od 10 metara (do 1. svibnja 2000. za civilne korisnike točnost sustava bila je ograničena na približno 100 metara), što za određene potrebe ipak ne zadovoljava, pa se uvode postupci kojima se pogreške mjerenja mogu dodatno smanjiti. Tako na primjer za postavljanje osnovnih točaka geodetskih mreža pretežno se primjenjuju relativne metode mjerenja (diferencijalni globalni položajni sustav ili DGPS), kojima se postiže točnost od nekoliko centimetara. Tim se metodama, istodobno s mjerenjima što ih obavlja korisnik, provode i istovjetna mjerenja na nedalekoj lokaciji kojoj je položaj već prije precizno određen. Na toj je lokaciji zato moguće odrediti trenutačnu pogrešku sustava, izračunati potrebnu korekciju kojom se ona uklanja te ju radiovezom poslati korisniku. Za potrebe navigacije pojedina se područja prekrivaju mrežom stalnih postaja koje neprestano emitiraju korekcije, što korisnicima s posebno prilagođenim prijamnicima omogućuje vrlo precizno određivanje svojega položaja u realnom vremenu.
Globalni položajni sustav omogućio je revoluciju u navigaciji i geodetskoj izmjeri. Sve se češće povezuje s drugim sustavima (na primjer s telekomunikacijskim ili geoinformacijskim sustavom, globalnom računalnom mrežom), dobivajući sve širu primjenu u navigaciji brodova, zrakoplova, svemirskih letjelica u orbiti oko Zemlje, cestovnih vozila, te za orijentaciju pojedinca u prostoru, na primjer planinara i izletnika. Uz prikladnu elektroničku kartu tako je moguće i automatsko vođenje plovila, letjelica i vozila optimalnim putem do željenoga cilja. Uporaba toga sustava postala je nezaobilazan dio geodetske prakse, a dugotrajnim mjerenjima te posebnim metodama obradbe rezultata njime je moguće opažati s milimetarskom točnošću čak i relativne pomake Zemljinih tektonskih ploča. Daljnja minijaturizacija prijamnika omogućila je da se njima opremaju i današnji mobiteli, što je područje primjene GPS-a dodatno proširilo na svakodnevni život velikoga dijela svjetske populacije.
Objašnjenje Global Positioning System (GPS, doslovno Globalni pozicijski sustav) je američki svemirski globalni navigacijski satelitski sustav. Omogućuje pouzdano pozicioniranje, navigaciju i vremenske usluge korisnicima širom svijeta na kontinuiranoj osnovi u svim vremenskim uvjetima, danju i noću, svugdje na Zemlji ili blizu nje, ondje gdje postoji neometan kontakt s četirima ili više satelita GPS-a.
GPS se sastoji od triju segmenata: svemirskog, kontrolnog i korisničkog. Svemirski segment sastoji se od 24 do 32 satelita u srednjoj Zemljinoj orbiti, a također uključuje potisnike potrebne za njihovo lansiranje u orbitu. Kontrolni segment sastoji se od glavne kontrolne stanice (engl. Master Control Station), alternativne glavne kontrolne stanice (engl. Alternate Master Control Station) i baze dodijeljenih i zajedničkih zemaljskih antena i monitornih stanica. Korisnički segment sastoji se od stotina tisuća američkih i savezničkih vojnih korisnika sigurne usluge preciznog pozicioniranja GPS-a (engl. GPS Precise Positioning Service), te desetke milijuna civilnih, komercijalnih i znanstvenih korisnika usluge standardnog pozicioniranja (engl. Standard Positioning Service). Sateliti GPS-a emitiraju signale iz svemira koje GPS prijamnici koriste za prikazivanje trodimenzionalne lokacije (latitude, longitude i altitude) i preciznog vremena.
GPS je postao široko korištena pomoć u navigaciji širom svijeta i koristan alat za izradu karata, zemljišnu izmjeru, trgovinu, znanstvene svrhe, praćenje i nadzor. Osim navedenog precizna vremenska referencija koristi se u mnogim primjenama uključujući znanstvena istraživanja potresa te kao vremenski sinkronizacijski izvor za protokole mobitelnih mreža.
GPS je postao glavno uporište transportnih sustava širom svijeta, osiguravajući navigaciju za avijaciju, kopnene i pomorske operacije. Pomoć u katastrofama i usluge hitnih službi ovise o GPS-u u smislu lokacijskih i vremenskih mogućnosti nužno potrebnih u njihovim misijama spašavanja života. Precizno vrijeme koje pruža GPS olakšava svakodnevne aktivnosti poput bankarstva, funkcioniranja mobilnih telefona pa čak i nadzor nad električnom mrežom. Poljoprivrednici, geodeti, geolozi i nepregledno mnoštvo drugih stručnjaka obavljaju svoj posao učinkovitije, sigurnije, ekonomičnije i preciznije koristeći besplatne i dostupne signale GPS-a.
Povijest Dizajn GPS-a temelji se uglavnom na sličnim zemaljskim radijskim navigacijskim sustavima kao što su LORAN i Decca Navigator koji su razvijeni u ranim 1940-ima i korišteni tijekom Drugog svjetskog rata. Godine 1956. Friedwardt WinterbergAstronautica Acta II, 25 (1956) predložio je test opće relativnosti uporabom preciznih atomskih satova postavljenih u orbitu u umjetne satelite. Kako bi postigao zahtjeve o preciznosti, GPS koristi principe opće relativnosti radi ispravka satelitskih atomskih satova. Dodatna inspiracija za GPS došla je kada je Sovjetski Savez lansirao prvi umjetni satelit Sputnik 1957. Tim američkih stručnjaka predvođen dr. Richardom B. Kershnerom bilježili su Sputnikove radijske transmisije. Pritom su otkrili da je zbog Dopplerova učinka frekvencija signala transmitiranog sa Spuntika bila viša kada se satelit približavao njima, a niža kada se satelit od njih udaljavao. Shvatili su da pošto znaju svoju točnu lokaciju na globusu mogu predvidjeti točku gdje se satelit nalazi duž svoje orbite mjerenjem Dopplerove distorzije.
Prvi satelitski navigacijski sustav Transit koji je koristila Ratna mornarica SAD-a uspješno je testiran 1960. Koristio je konstelaciju od pet satelita, a mogao je osigurati navigacijski fiks približno jedanput na sat. Ratna mornarica SAD-a razvila je 1967. satelit Timation koji je dokazao mogućnost smještaja preciznih satova u svemiru na čemu se temelji tehnologija GPS-a. Tijekom 1970-ih zemaljski navigacijski sustav Omega (engl. Omega Navigation System), zasnovan na usporedbi faze transmisije signala s parova stanica, postao je prvi svjetski radijski navigacijski sustav. Ograničenja ovih sustava ipak su dovela do potrebe za univerzalnijim navigacijskim rješenjem s većom preciznošću.
Iako su velike potrebe postojale za preciznu navigaciju u vojnom i civilnom sektoru, niti jedna od njih nije bila smatrana opravdanjem za utrošak milijarda dolara u istraživanje, razvoj, primjenu i rad složene konstelacije navigacijskih satelita. Ipak tijekom hladnoratovske utrke u naoružanju nuklearna prijetnja samom postojanju Sjedinjenih Država bila je upravo ona potreba koja je u očima Kongresa SAD-a opravdavala ovaj trošak. Stoga je ovaj učinak odvraćanja razlog zašto se krenulo s financiranjem razvoja GPS-a. Nuklearna trijada sastojala se podmorničkih balističkih projektila SLBM (engl. Submarine Launched Ballistic Missile) američke ratne mornarice zajedno sa strateškim bombarderima američkog ratnog zrakoplovstva i interkontinentalnim balističkim projektilima (ICBM, engl. Intercontinental Ballistic Missile). Smatrana vitalnom za stav nuklearnog odvraćanja, precizna determinacija lansirnih pozicija za SLBM-e bila je multiplikator sile. Precizna navigacija omogućila bi američkim podmornicama dobivanje preciznog fiksa njihovih pozicija prije lansiranja vlastitih SLBM-ova. Američko ratno zrakoplovstvo s dvije trećine nuklearne trijade također je imalo zahtjeve za preciznijim i pouzdanijim navigacijskim sustavom. Ratna mornarica i zrakoplovstvo paralelno su razvijale vlastite tehnologije da riješe ono što je zapravo bio isti problem. Radi povećanja sposobnosti preživljenja ICBM-a predložena je uporaba mobilnih lansirnih platformi pa je potreba za fiksiranjem lansirnih pozicija nalikovala situaciji sa SLBM-om. Godine 1960. ratno zrakoplovstvo predložilo je radionavigacijski sustav nazvan MOSAIC (Mobile System for Accurate ICBM Control, hrv. Mobilni sustav za preciznu kontrolu ICBM-a) koji je zapravo bio 3-D LORAN. Sljedeća studija nazvana Projekt 57 izvršena je 1963. i upravo je "u ovoj studiji rođen koncept GPS-a". Iste godine koncept pokrenut je Projekt 621B koji je imao "mnoge atribute koji se danas mogu vidjeti u GPS-u" i koji je obećana preciznost bombarderima ratnog zrakoplovstva te ICBM-ima. Izmjene u mornaričkom sustavu Transit bile su prespore za velike brzine u kojima je djelovalo ratno zrakoplovstvo. Mornarički istraživački laboratorij nastavio je poboljšanja sa svojim satelitima Timation (Time Navigation) koji su prvi lansirani 1967. dok je treći nosio 1974. godine prvi atomski sat postavljen u orbitu.