A GPS (Global Positioning System) egy műholdakból álló globális helyzet-meghatározó rendszer, melyet az USA Védelmi Minisztériuma hozott létre és üzemeltet. Ma már több mint 30 műhold kering 20.200 m-es magasságban úgy, hogy a Föld bármelyik pontjáról 5 mindig "látható". A pozíció meghatározásához minimálisan 3 műhold szükséges. Ha a GPS vevőkészülék (receiver) csak 3 műholdat lát, akkor csak 2D-ban (dimenzióban) tudja a helyzetét meghatározni. A 3D-s navigációhoz legalább négy műhold adatai szükségesek. A rendszer használata ingyenes.

A helymeghatározás 24 db nagy műhold segítségével történik, melyek a Föld felszíne fölött 20200 km-es magasságban keringenek, az Egyenlítővel 55°-os szöget bezáró pályán. Egy-egy műhold nagyjából naponta kétszer kerüli meg a Földet. Az égbolton sík terepen egyszerre 7 műhold látható, melyből a helymeghatározáshoz 3, a tengerszint feletti magasság meghatározásához pedig további egy hold szükséges.
A rendszer kialakítása igen nagy összegeket emésztett fel (indításkor kb. 12 milliárd USD). Az 1970-es években, a hidegháború során kezdtek a fejlesztésbe, ez része volt a szigorúan titkos csillagháborús tervnek.

A műholdas helymeghatározó rendszer gyakorlatilag egy időmérésből kiszámított távolságmérésen alapul. Mivel ismerjük a rádióhullámok terjedési sebességét, és ismerjük a rádióhullám kibocsátásának és beérkezésének idejét, ezek alapján meghatározhatjuk a forrás távolságát. A háromdimenziós térben három ismert helyzetű ponttól mért távolság pontos ismeretében már meg tudjuk határozni a pozíciót. A további műholdakra mért távolságokkal pontosítani tudjuk ezt az értéket. A mérés alapja két nagy pontosságú (10e-12 – cézium atomóra), adott frekvenciájú szinuszos jel. Ezek folyamatosan mikrohullámú jeleket küldözgetnek magukból, ami információ a fény sebességével terjed. Nem közölnek semmi mást magukról, mint a jel küldésének pontos időpontját (1), a küldő pontos pozícióját (2). Ez utóbbiba ne is menjünk ennél jobban bele, lényeg a modellben az, hogy ismert a műhold helyzete. A teljesség kedvéért megemlítenénk szőr mentén, hogy ismert még néhány egyéb, vizsgálódásunk szempontjából lényegtelen adat is.
A GPS helymeghatározás tehát meglehetősen buta: ebből a két adatból és viszonylag sok műholdból megállapítható, hol vannak a hangyák. Lássuk hogyan!

A GPS előnyeit először a repülősök és a hajósok fedezték fel. Később a horgászok, vadászok, természetjárók és az extrém sportok kedvelői is megkedvelték a GPS-t. Napjainkban egyre nagyobb tért hódít a műholdas navigáció a járműiparban.

napszaktól független
földfelszín feletti magasságtól független
mozgási sebességtől független (a műszerrel akár vadászgépen is mérhetünk)

Milyen pontosak a GPS-ek?

A GPS jelek korábbi zavarása (Selective Availability) 2000. május 2-án megszűnt. Az újabb 12 csatornás vevővel felszerelt készülékek horizontális pozíció meghatározási pontossága jó vételi viszonyok mellett 5-15 méter, a régebbi 8 csatornás modelleknél ez 20-35 méter. A magasság meghatározás +/- 35 m (12 csatornás vevővel) illetve +/- 75 m (8 csatornás vevővel). A mérési pontosság erősen függ a környezeti tényezőktől. A pontosság rossz vételi viszonyok esetén jelentősen csökkenhet. A magasság meghatározásához a jobb minőségű (drágább) GPS-ek barometrikus magasságmérőt is használnak. Ennek adatai általában pontosabbak és megbízhatóbbak. A legtöbb készülék rendelkezik egy ún. „Műhold állapot” nézettel, ahol a készülék által számított pillanatnyi pontatlanság (EPE - Estimated Position Error) értéke leolvasható.