gps系統(tǒng)包括三大部分：空間部分—gps衛(wèi)星星座；地面控制部分—地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設(shè)備部分—gps信號接收機(jī)。
gps衛(wèi)星星座
由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成gps衛(wèi)星星座，記作（21+3）gps星座。24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)，軌道傾角為55度，各個(gè)軌道平面之間相距60度，即軌道的升交點(diǎn)赤經(jīng)各相差60度。每個(gè)軌道平面內(nèi)各顆衛(wèi)星之間的升交角距相差90度，一軌道平面上的衛(wèi)星比西邊相鄰軌道平面上的相應(yīng)衛(wèi)星超前30度。
在兩萬公里高空的gps衛(wèi)星，當(dāng)?shù)厍驅(qū)阈莵碚f自轉(zhuǎn)一周時(shí)，它們繞地球運(yùn)行二周，即繞地球一周的時(shí)間為12恒星時(shí)。這樣，對于地面觀測者來說，每天將提前4分鐘見到同一顆gps衛(wèi)星。位于地平線以上的衛(wèi)星顆數(shù)隨著時(shí)間和地點(diǎn)的不同而不同，最少可見到4顆，最多可見到11顆。在用gps信號導(dǎo)航定位時(shí)，為了結(jié)算測站的三維坐標(biāo)，必須觀測4顆gps衛(wèi)星，稱為定位星座。這4顆衛(wèi)星在觀測過程中的幾何位置分布對定位精度有一定的影響。對于某地某時(shí)，甚至不能測得精確的點(diǎn)位坐標(biāo)，這種時(shí)間段叫做“間隙段”。但這種時(shí)間間隙段是很短暫的，并不影響全球絕大多數(shù)地方的全天候、高精度、連續(xù)實(shí)時(shí)的導(dǎo)航定位測量。gps工作衛(wèi)星的編號和試驗(yàn)衛(wèi)星基本相同。
地面監(jiān)控系統(tǒng)
對于導(dǎo)航定位來說，gps衛(wèi)星是一動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)。星的位置是依據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的星歷—描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及其軌道的的參數(shù)算得的。每顆gps衛(wèi)星所播發(fā)的星歷，是由地面監(jiān)控系統(tǒng)提供的。衛(wèi)星上的各種設(shè)備是否正常工作，以及衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌道運(yùn)行，都要由地面設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和控制。地面監(jiān)控系統(tǒng)另一重要作用是保持各顆衛(wèi)星處于同一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)—gps時(shí)間系統(tǒng)。這就需要地面站監(jiān)測各顆衛(wèi)星的時(shí)間，求出鐘差。然后由地面注入站發(fā)給衛(wèi)星，衛(wèi)星再由導(dǎo)航電文發(fā)給用戶設(shè)備。gps工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測站。
gps信號接收機(jī)
gps衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號，是一種可供無數(shù)用戶共享的信息資源。對于陸地、海洋和空間的廣大用戶，只要用戶擁有能夠接收、跟蹤、變換和測量gps信號的接收設(shè)備，即gps信號接收機(jī)?？梢栽谌魏螘r(shí)候用gps信號進(jìn)行導(dǎo)航定位測量。根據(jù)使用目的的不同，用戶要求的gps信號接收機(jī)也各有差異。目前世界上已有幾十家工廠生產(chǎn)gps接收機(jī)，產(chǎn)品也有幾百種。這些產(chǎn)品可以按照原理、用途、功能等來分類。
靜態(tài)定位中，gps接收機(jī)在捕獲和跟蹤gps衛(wèi)星的過程中固定不變，接收機(jī)高精度地測量gps信號的傳播時(shí)間，利用gps衛(wèi)星在軌的已知位置，解算出接收機(jī)天線所在位置的三維坐標(biāo)。而動(dòng)態(tài)定位則是用gps接收機(jī)測定一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)行軌跡。gps信號接收機(jī)所位于的運(yùn)動(dòng)物體叫做載體（如航行中的船艦，空中的飛機(jī)，行走的車輛等）。載體上的gps接收機(jī)天線在跟蹤gps衛(wèi)星的過程中相對地球而運(yùn)動(dòng)，接收機(jī)用gps信號實(shí)時(shí)地測得運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)（瞬間三維位置和三維速度）。
接收機(jī)硬件和機(jī)內(nèi)軟件以及gps數(shù)據(jù)的后處理軟件包，構(gòu)成完整的gps用戶設(shè)備。gps接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩大部分。對于測地型接收機(jī)來說，兩個(gè)單元一般分成兩個(gè)獨(dú)立的部件，觀測時(shí)將天線單元安置在測站上，接收單元置于測站附近的適當(dāng)?shù)胤?，用電纜線將兩者連接成一個(gè)整機(jī)。也有的將天線單元和接收單元制作成一個(gè)整體，觀測時(shí)將其安置在測站點(diǎn)上。