GPS导航原理
GPS系统包括三大部分：
卫星部分—GPS卫星；
地面控制部分—地面监控系统；
实际使用设备部分—GPS信号接收机。
GPS导航全过程可以概括为三步：定位、计算和导航。
1定位：通过卫星导航器进行定位，找出当前所在地。由内置天线接收到卫星高频信号后，正常工作需要同时收到4颗卫星，通过CPU分析、计算、处理，得出具体的经、纬度，再匹配到地图上显示出来；
2计算：输入目的地后，通过导航软件系统，在导航电子地图数据库中进行数据检索，找出目的地，根据上一步的定位，计算从所在地到目的地的道路；
3导航：导航器接收到的卫星信号，导航软件会将定位数据和地图数据库实时匹配，从而指导硬件提示（语音），并在液晶屏上面显示出该怎样走。
具体说明
GPS卫星星座
GPS工作卫星及其星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，记作（21+3）GPS星座。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55度，各个轨道平面之间相距60度，即轨道的升交点赤经各相差60度。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90度，一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。
在两万公里高空的GPS卫星，当地球对恒星来说自转一周时，它们绕地球运行二周，即绕地球一周的时间为12恒星时。这样，对于地面观测者来说，每天将提前4分钟见到同一颗GPS卫星。位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同，最少可见到4颗，最多可见到11颗。在用GPS信号导航定位时，为了结算测站的三维坐标，必须观测4颗GPS卫星，称为定位星座。
地面监控系统
对于导航定位来说，GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS时间系统。这就需要地面站监测各颗卫星的时间，求出钟差。然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。
GPS信号接收机
GPS信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，位置，甚至三维速度和时间。
GPS的功能
定位：GPS通过接收卫星信号，可以准确地定出其所在的位置(经纬度)，位置误差小于10米。如果机器里带地图的话，就可以在地图上相应的位置用一个记号标记出来。同时，GPS还可以取代传统的指南针，显示方向，取代传统的高度计，显示海拔高度等信息。
测速：通过GPS对卫星信号的接收计算，可以测算出行驶的具体速度，这比车上的里程表准多了。
显示航迹：今天要去A地，可是不认识，去的时候有人带路，回来时GPS带有航迹记录功能，可以记录下你车辆行驶经过的路线，小于10米的精度，甚至能显示两个车道的区别！回来时，可以启动它的“返程”功能，顺着来的路线顺利回家！
导航：要去的地方不认识，也没人带着去时GPS存储的地图中包含有详细的北京城区图，甚至包括大的商场、医院、娱乐场所等的信息，这样一来，就可以利用GPS的导航功能，设定好位置，设定好相应的转折点，一路上， GPS会在到达转折点前一定时间提醒你要转弯了，这样就可以找到目的地了。
GPS的用途
GPS的最初用途 ——GPS最初就是为军方提供精确定位而建立的，至今它仍然由美国军方控制。军用GPS产品主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备的坐标，给海中的军舰导航，为军用飞机提供位置和导航信息等。
GPS系统目前的应用——我们可以应用GPS信号进行海、陆、空导航，导弹的制导，大地测量和工程测量的精密定位，时间的传递和速度的测量等。对于测绘领域，GPS卫星定位技术已经用于建立高精度的全国性的大地测量控制网，测定全球性的地球动态参数；用于建立陆地海洋大地测量基准，进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘；用于监测地球板块运动状态和地壳形变；用于工程测量，成为建立城市与工程控制网的主要手段。用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置，实现仅有少量地面控制或无地面控制的航测快速成图，导致地理信息系统、全球环境遥感监测的技术革命。
许多商业和政府机构也使用GPS设备来跟踪他们的车辆位置，这一般需要借助无线通信技术。一些GPS接收器集成了收音机、无线电话和移动数据终端来适应车队管理的需要。
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