全球定位体系（GPS）是美国自上世纪70年代起便开始研发的重要技术，历时二十年，耗资巨大，终于在1994年完成了其全面的部署。这项全天候、高精度、全球性的技术，如今已与现代通讯技能相结合，使得测定地球表面三维坐标的方法从静态转变为动态，从数据后处理转变为实时的定位与导航。GPS技术极大地扩展了应用范围和使用广度的深度。其中的载波相位差分法能极大提高相对定位精度，在小范围内甚至能达到厘米级精度。
关于GPS体系的组成，它主要包含三大核心部分：空间部分的GPS卫星星座，地面控制部分的地面监控体系，以及用户设备部分的GPS信号接收机。
GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成，记作(21+3)GPS星座。这些卫星均匀分布在6个轨迹平面内，轨道倾角为55度。各个轨迹平面之间相距60度，即轨迹的升交点赤经各相差60度。在同一轨迹平面内，各颗卫星之间的升交角距相差90度。一轨迹平面上的卫星比西边相邻轨迹平面上的卫星超前30度。
对于地面监控体系，它是GPS卫星动态已知点的导航定位的关键。卫星的位置是根据其星历参数算得的，而这些星历参数是由地面监控体系提供给每颗GPS卫星的。地面设备还需监测和控制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迹运行。地面监控体系的另一个重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准——GPS时间体系。
GPS的定位原理是：卫星不断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收这些信息后，通过计算求出接收机的三维位置、三维方向、运动速度和时间信息。
GPS体系的主要特色包括：高精度、全天候、高功率、多功能、操作简洁、使用广泛等。实践已证明，GPS相对定位精度在50KM以内可达10-6，在100-500KM可达10-7，在1000KM可达10-9。随着GPS体系的不断完善和软件的不断更新，观测时间大大缩短。例如，现在20KM以内的相对静态定位仅需15-20分钟，快速静态相对定位测量时流动站的观测时间只需1-2分钟。GPS测量不要求测站之间互相通视，只需测站上空开阔即可，因此可以节约大量的造标费用。其可以一次准确测定测站点的三维坐标，满足四等水准测量的精度要求。同时操作简便，随着GPS接收机的不断改进自动化程度越来越高，"傻瓜化"的接收机极大地减轻了测量工作者的作业强度和劳动强度。使得野外作业变得更加轻松愉快。全天候作业下的GPS观测，已经突破了时间的束缚，实现了在一天24小时内的任意时刻进行。无论外界环境如何变换，阴天黑夜、雾霭弥漫、风雨交加或是雪花纷飞，都无法阻挡其稳定的运行。它的功能多样，应用广泛，无时无刻不在为我们的生活提供便利。