lece daha doğru ve muhtemelen elverişsiz alıcı esaslı saat için ihtiyacı ortadan kaldırarak, alıcının yerleşik saat ve gerçek zaman günü tarafından tutulan saat arasındaki farkı ile birlikte alıcının konumu belirtir. Bu zaman aktarımı trafik sinyal zamanlaması, ve cep telefonu baz istasyonları senkronizasyonu gibi GPS uygulamaları için bu ucuz ve son derece hassas zamanlamadan yararlanabilir.

Dört uydu normal çalışması için gerekli olmakla birlikte, daha azıda özel durumlarda geçerli olabilir. Bir değişkeni zaten biliniyorsa, bir alıcı ile sadece üç uydu kullanılarak konum belirlenebilir. Örneğin, bir gemi veya uçak yüksekliği bilinenlerden olabilir. Bazı GPS alıcıları bilinen son rakımın yeniden kullanılması gibi ilâve ipuçları ya da parekete hesabı, ataletsel konumlama, veya dâhili olarak ilâve ipuçları ya da varsayımlarını kullanabilir.

Geçerli GPS üç ana parçadan oluşur. Bunlar, uzay bölümü (SS - space segment), kontrol bölümü (CS - control segment) ve bir kullanıcı bölümüdür (US - user segment). ABD Hava Kuvvetleri, uzay ve kontrol bölümlerini çalıştırır, geliştirir ve korur. GPS uyduları uzayda gönderilen sinyallerin yayını gerçekleştirir ve her GPS alıcısı kendi üç boyutlu konumunu (enlem, boylam ve yükseklik) ve anlık zamanı hesaplamak için bu sinyalleri kullanır.

Uzay bölümü orta Dünya yörüngesinde 24 ile 32 uydudan oluşan ve aynı zamanda yörüngeye bunları başlatmak için gerekli arttırıcı yükü ile adaptörleri içerir. Kontrol bölümü bir ana yönleme istasyonu, başka bir ana yönleme istasyonuna ve adanmış ve ortak zemin antenleri ve görüntüleme istasyonlarının bir dizisinden oluşur. Kullanıcı kesimi ise Standart Konumlama Hizmeti sivil, ticari ve bilimsel kullanıcılar (GPS cihazlarına bakınız) ABD'nin yüz binlerce güvenli GPS Hassas Konumlandırma Hizmetini alan müttefik askeri kullanıcıları ve sivil milyonlarca kullanıcısından oluşur.

Uzay bölümü, en az 24 uydudan (18 aktif 6 yedek) oluşur ve sistemin merkezidir. Uydular, "Yüksek Yörünge" adı verilen ve dünya yüzeyinin 20.000 km üzerindeki yörüngede bulunurlar. Bu kadar fazla yükseklikte bulunan uydular oldukça geniş bir görüş alanına sahiptirler ve dünya üzerindeki bir GPS alıcısının her zaman iki boyutlu belirleme için en az 3, üç boyutlu belirleme için en az 4 adet uyduyu görebileceği şekilde yerleştirilmişlerdir.

Uydular saatte 7.000 mil hızla hareket ederler ve 12 saatte, dünya çevresinde bir tur atarlar. Güneş enerjisi ile çalışırlar ve en az 10 yıl kullanılmak üzere tasarlanmışlardır. Ayrıca güneş enerjisi kesintilerine karşı (güneş tutulması vs.) yedek bataryaları ve yörünge düzeltmeleri için de küçük ateşleyici roketleri vardır.

GPS projesi ilk uydunun 1978'de ateşlenmesiyle başlamıştır. 24 uyduluk ağ 1994'de tamamlanmıştır. Projenin devamlılığı ve geliştirilmesi ile ilgili bütçe ABD Savunma Bakanlığı'na aittir.

Uyduların her biri, iki değişik frekansta ve düşük güçlü radyo sinyalleri yayınlamaktadır. (L1, L2) Sivil GPS alıcıları L1 (UHF bandında 1575,42 MHz) ve L2 (1227,60 Mhz) frekanslarını dinlemektedirler. Birden fazla sinyalin kullanılması hem iyonesferden dolayı gerçekleşen kırılmayı engellemek hem de sinyal bozma durumlarına karşı güvenlik olarak uygulanmaktadır. ABD Savunma bölümü alıcıları Military (M-code) (5.115 MHz.) frekansını dinlemektedirler. Bu sinyaller "Görüş Hattında" "Line of Sight" ilerler. Yani bulutlardan, camdan ve plastikten geçebilir ancak duvar ve dağ gibi katı cisimlerden geçemez.

GPS sinyalleri binalardan yansıdığı için şehir içlerinde araziye oranla hassasiyeti azalır. Yeraltına kazılan tünellerde ise sinyal elde edilemez. Hatalı sinyallerin elde edilebileceği ya da hiç sinyal elde edilemeyen bölgelerde kullanılmak üzere geliştirilen Diferansiyel GPS'ler tarafından bu hatalar en aza indirilerek daha hassas bir yer ölçümü yapılabilir. 

Daha rahat anlaşılması için, bildiğimiz radyo istasyonu sinyalleri ile L1 frekansını kıyaslamak istersek; FM radyo istasyonları 88 ile 108 Mhz arasında yayın yaparlar, L1 ise 1575,42 Mhz'i kullanır. Ayrıca GPS'in uydu sinyalleri çok düşük güçtedirler. FM radyo sinyalleri 100.000 watt gücünde iken L1 sinyali 20-50 watt arasındadır. Bu yüzden GPS uydularından temiz sinyal alabilmek için açık bir görüş alanı gereklidir.

GPS uyduları tarafından gönderilen elektromanyetik dalgalar atmosferden geçerken bükülmeye uğrarlar. L1 ve L2 bantları farklı dalga boylarına sahip olduğundan farklı oranda bükülmeye uğradığından aradaki farklılık hesaplanarak atmosferik bozulma engellenerek çok daha hassas bir yer bilgisi hesaplanabilir. Sadece L1 bandı kullanılarak (diferansiyel GPS ile dahi) 98 m. hassasiyet elde edilebilirken, L1 ve L2 bantlarının ortak kullanımı ile 1 m.'nin altında hassasiyete ulaşmak mümkün olmaktadır.

Her uydu yerdeki alıcının sinyalleri tanımlamasını sağlayan iki adet özel "pseudo-random" (şifrelenmiş rastgele kod) kodu yayınlar. Bunlar Korumalı (Protected P code) kod ve "Coarse/Acquisition" (C/A code) kodudur. P kodu karıştırılarak sivil izinsiz kullanımı engellenir, bu olaya Anti-Spoofing adı verilir. P koduna verilen başka bir isimde "P (Y)" ya da sadece "Y" kodudur.

Bu sinyallerin ana amacı yerdeki alıcının, sinyalin geliş süresini ölçerek, uyduya olan mesafesini hesaplamayı mümkün kılmasıdır. Uyduya olan mesafe, sinyalin geliş süresi ile hızının çarpımına eşittir. Sinyallerin kabul edilen hızı ışık hızı dır. Gelen bu sinyal, uydunun yörünge bilgileri ve saat bilgisi, genel sistem durum bilgisi ve iyonosferik gecikme bilgisini içerir. Uydu sinyalleri çok güvenilir atom saatleri kullanılarak zamanlanır.

Adından da anlaşılacağı gibi, Kontrol Bölümü, GPS uydularını sürekli izleyerek, doğru yörünge ve zaman bilgilerini sağlar. Dünya üzerinde 5 adet kontrol istasyonu bulunmaktadır (Hawaii, Kwajalein, Colorado Springs (ana merkez), Ascension adası ve Diego Garcia). Bunlardan dördü insansız, biri insanlı ana kontrol merkezidir. İnsansız kontrol merkezleri, topladıkları bilgileri ana merkeze yollarlar. Ana merkezde bu bilgiler değerlendirilerek gerekli düzeltmeler uydulara bildirilir.

Kullanıcı bölümü yerdeki alıcılardır. Çeşitli amaçlarla GPS kullanarak yerini belirlemek isteyen herhangi bir kişi, sistemin kullanıcı bölümüne dahil olur. Bu bölüm kullanıcılara sunulan uygulamaya ait donanım ve hesaplama tekniklerinin geniş bir aralığını tanımlar. Gerek askeri gerekse sivil kullanıcılar için teknolojinin gelişmesi ile beraber büyük bir ilerleme göstermiştir. Genel olarak her türlü amaç için farklı duyarlıkları olan uygun donanımlı GPS alıcıları (receiver) bu bölümü oluşturur. Bir GPS alıcısı; algılayıcı (sensor), kontrol ünitesi, alıcı anteni ve güç kaynağından oluşur. Ölçü sırasında 
elde edilir. Jeodezik amaçla GPS ölçülerinde kullanılan iki çeşit alıcı vardır.

Aslında askeri bir proje iken, GPS'nin, önemli askeri ve sivil uygulamaları vardır, yani bir çift kullanımlı teknoloji olarak kabul edilir.

GPS ticaret, bilimsel kullanım, izleme ve gözetim için yaygın olarak dağıtılan ve kullanışlı olan bir araç haline gelmiştir. GPS doğru bir zaman kesinliğinde iyi eşitlenmede el-dışı anahtarlama vererek bankacılık, cep telefonu işlemleri ve enerji ağları hatta kontrolü gibi günlük etkinlikleri kolaylaştırır.

Mutlak konum, bağıl hareket ve zaman aktarımı için: birçok sivil uygulamanın birini veya GPS üç temel bileşenini daha kullanır.

Ayrıca gezegen bulunmasında kullanılırken, örneğin, gözlemevleri uzmanları küçük teleskoplar kullanırken amatör astronomide yardımcı olarak GPS kullanmaktadır.


ABD Hükümeti, bazı sivil alıcıları ihracatını kontrol eder. Örneğin insansız hava araçları gibi bir kullanım için değiştirilmiş (18 kilometre (11 mil) yükseklikte ve 515 saniye (1,001 kn) ortalama metre) veya tasarlanan yukarıdaki işleyen yeteneğine sahip tüm GPS alıcıları, balistik veya seyir füze sistemleri Dışişleri Bakanlığı ihracat lisanslarına bağlı olduğu için mühimmat (silah) olarak sınıflandırılır.

Bir kural olarak yalnızca L1 frekansı ve C / A (Kaba/Edinim) kodu almak tamamen sivil birimler için geçerlidir.

Bu sınırların üzerinde devre dışı bırakma işlemi cephane olarak sınıflandırmadan dolayı alıcıyı muaf tutar. Satıcı yorumlanması farklıdır. Bu kural hedef yükseklikte ve hızda çalışması anlamına gelir ancak bazı alıcılar çalışmaya devam eder. Bu düzenli olarak 30 kilometreye ulaşması, bazı amatör radyo balon duyurularıyla beraber sorunlara sebep olmuştur. Bu sınırlar, yalnızca ABD ihraç birimlerine uygulamaktadır, açıkça ITAR-özgür olarak satılan diğer ülkeler tarafından sağlanan GPS birimleri de dahil olmak üzere çeşitli bileşenlerin, büyüyen bir ticareti vardır.

GPS seyir füzelerinde (kıtalar arası füzelerde) ve hassas güdümlü füzelerde kullanılmaktadır. Balistik füzelere de de fırlatma pozisyonunun daha doğru olarak hesaplanması için kullanılmaktadır. Ayrıca Amerikan Nükleer Patlama Gözlemleme Sisteminin büyük bir parçası olarak GPS uyduları nükleer patlama dedektörleri içerir.

Türk Silahlı Kuvvetleri de izlediği savunma politikasına paralel olarak birçok alanda GPS uygulamalarından yararlanmaktadır. Örnek olarak komando birlikleri intikal, travers, arazide yön bulma gibi birçok alanda GPS kullanmaktadır.


GPS uyduları tarafından iletilen seyir sinyalleri, içsel saatlerin durumu, ağ sağlığı ve uydu pozisyonları da dahil olmak üzere çeşitli bilgileri kodlamaktadır. Bu sinyaller, ağdaki tüm uydular için ortak olan iki ayrı taşıyıcı frekans üzerinden aktarılır. İki farklı kodlama kullanılır: düşük çözünürlüklü navigasyon sağlayan bir kamu kodlaması ve ABD ordusu tarafından kullanılan bir şifreli kodlama.

Her bir GPS uydusu sürekli olarak saniyede 50 bitlik (bit hızı bakınız) bir oranda, L1, C / A ve L2, S / Y frekanslarında bir seyir mesajını yayınlar. Her tamamlama mesajını tamamlamak için 750 saniye (12 1/2 dakika) sürer. İleti yapısı, 1500-bit uzunluğundaki çerçevenin temel biçiminde, her alt çerçeve, 300 bit uzunluğunda (6 saniye) olmak üzere beş alt çerçeveden oluşur. Tam bir veri iletisi 25 tam çerçevenin iletimini gerektirdiğinden, böylece alt çerçeveler 4 ve