全球衛星定位系統 (GPS)  早期侷限於軍事單位，由美國國防部  ( Depart of Defense，DoD)所計劃發展，其目的針對軍事用途，例如戰機、船艦、車輛、人員、攻擊標的物的精確度定位等。
     時至今日，GPS 已開放給民間做為定位使用，這項結合太空衛星與通訊技術的科技，在民間市場已正在蓬勃的展開，除了能提供精確的定位之外，對於速度、時間、方向及距離亦能準確的提供訊息，運用的範圍相當廣泛，此亦具體顯示著GPS 的確充滿著無限的商機。

一、GPS 是什麼 ?

       GPS乃是 (Global Position System)的縮寫，也就是所謂的全球衛星定位系統，它是一種結合衛星及通訊發展的技術，一般而言， GPS代表著整個系統，包括衛星、地面控制站及GPS接受器。
        目前 GPS衛星已發展至 Block II 型式的定位衛星， 由Rockwell International 製 造，在軌道上重量約 1,900 磅， 太陽能接收板長度約17 呎，預期壽命為7.5年，於 1994年完成第24顆衛星的發射。因此目前太空中有24顆GPS 衛星可供定位運用，它們平均分佈於6 個軌道面，每個軌道面上各有 4顆，距離地面高度約10,900海浬 (大約20,000公里)， 呈55°角傾斜繞行地球運轉，繞行地球一周需 12 恆星時，每日可繞行地球 2周，這也就是說，不論任何時間，任何地點，至少有 4 顆以上的衛星出現在我們的上空。

        目前全球有五個地面衛星監控站，分佈於夏威夷、亞森欣島、迪亞哥加西亞、瓜加林島、科羅拉多泉，這些衛星地面控制站，同時監控GPS 衛星的運作狀態及它們在太空中的精確位置，主地面控制站更負責傳送衛星瞬時常數(Ephemera's Constant)及時脈偏差(Clock Offsets) 的修正量，再由衛星將這些修正量提供給 GPS 接收器做為定位運用。

二 、GPS 的發展 

         1957年由蘇聯發射的史波尼克(Sputnik)人造衛星，它是人類歷史上的第一顆人造衛星，至第二次大戰時，美國麻省理工學院無線電實驗室成功的開發了精密導航系統，以利用陸地上的無線電基地台為架構，計算無線電波長及電波到達的時間並以三角定位法計算出自己所在的位置，以當時的技術來說，雖然誤差到達一公里以上，但在當時的運用卻是相當廣泛。 
        當蘇聯成功的發射第一顆人造衛星時，美國約翰霍普金斯大學 (John Hopkims Univer--sity) 展示了可以由人造衛星的無線電訊號的杜卜勒移動現象來定出個別的衛星運行軌道參數，雖然這只是邏輯上的一點小進展，但假如我們能夠得到衛星運行軌道參數，那麼我們就能計算出在地球上的位置。 
         1960 ~ 1970 年之間，美國和蘇聯開始研究利用軍事衛星來做導航用途，到了 1974年，軍方對GPS 做 了整合，即是我們現在所熟知的 Navstar 系統。 
         1980年代後期開始，所有Navstar 系統的商業運用均歸美國海岸防衛隊負責，現在GPS 已和地面基地台為架構的LORAN和 OMEGA 無線電導航系統結合，成為美國國家導航資訊服務的一環。
　　另外，前蘇聯太空計劃部也自1970年代開始發展類似GPS的系統，稱為Glaobal Navigation Satellite System(GOLONASS)。此系統由24顆衛星分佈在三軌道面、每一軌道面六顆衛星所組成，以十一個小時為一週期，可應用在高精度測量。

三、GPS 的定位原理

        GPS的定位是利用衛星基本三角定位原理，GPS接收裝置以測量無線電信號的傳輸時間來量測距離，以距離來判定衛星在太空中的位置，這是一種高軌道與精密定位的觀測方式。假設衛星在11,000英哩高處，測量我們的距離，首先以11,000英哩為半徑，以此衛星為圓心畫一圓，而我們位置正處於球面上。

再假設第二顆衛星距離我們12,000英哩，而我們正處於這二顆球所交集的圓周上。

現在我們再以第三顆衛星做精密定位，假設高度13,000 英哩，我們即可進一步縮小範圍到二點位置上，但其中一點為非我們所在的位置極有可能在太空中的某一點，因此，我們捨棄這一點參考點，選擇另一點為位置參考點。

　　如果要獲得更精確的定位，則必定要再測量第四個顆衛星，從基本物理的觀念上來說，以訊號傳輸的時間乘以速度即是我們與衛星的距離，我們將此測得的距離稱為虛擬距離，在GPS的測量上，我們測的是無線信號，速度幾乎達18萬6千英哩/Sec的光速，而時間卻短的驚人，甚至只要0.06秒，時間的測量需要二個不同的時錶，一個時錶裝置於衛星上以記錄無線電信號傳送的時間，另一個時錶則裝置在接收器上，用以記錄無線電信號接收的時間，雖然衛星傳送信號至接收器的時間極短，但時間上並不同步，假設衛星與接收器同時發出聲音給我們，我們會聽到二種不同的聲音，這是因為衛星從 11,000英哩遠的地方傳來，所以會有延遲的時間，因此，我們可以延遲接收器的時間，從此延遲的時間╳速度，就是接收器到衛星的距離，此即為GPS 的基本定位原理。

四、GPS的應用

GPS的用途十分廣泛﹐舉凡需要做地面定位的工作﹐ 均可利用GPS來達成。

１.資源調查，土地探測

　　例如：森林區、山坡地違規開發查報工作。使用GPS可順利導航至可疑之變 異點﹐並直接查詢調閱地籍圖等相關資料以利研判。

２.導航定位：車輛、航空、航海

　　例如：汽車衛星導航系統﹐於美國日本已相當風行﹐臺灣仍在萌芽階段。在 可預見的未來﹐所有的飛行器將使用GPS做導航的標準設備﹐在飛機起降的時 候﹐無須依賴機場地面的導航設備。

３.大地測量、一般測量

　　傳統的三角測量事一件十分辛苦的事﹐特別是在地面三角測量點缺乏﹐地 標不明顯的時候﹐測量工作格外困難。GPS定位則無須仰仗地面控制點﹐只要在沒 有遮蔽的情況下﹐幾乎不受地形地物的限制﹐所以使用GPS作為測量的 工具﹐大大改善了傳統測量的不便。精確度需求越高的測量 工作﹐需要越高精度的GPS﹐當然也就越昂貴。

４.製圖

　　電子地圖之製作及粗略地形圖之製作。地圖的數化有很 多種：將已存在的紙面地圖用數位版數位化､或使用掃描器 掃描至電腦中﹐再進行螢幕數化或自動數位化。我們可使用 GPS在車輛行進的時候﹐每隔一段時間將道路點(WAY POINT)記錄下來﹐如此便完成粗略的地圖數化工作。

５.任務派遣：貨運、救護、消防、警政

　　這類應用方向﹐是將GPS配合無線電傳輸﹐可將各車輛 所在位置動態傳回派遣中心﹐以利調度工作。當然﹐如果運 用在大眾運輸工具﹐可利於一般大眾於候車時了解班車抵達 的狀況﹐如： 目前車行進到哪裡了﹖車速如何﹖(塞車狀況 ) 預計何時可抵達﹖等相關訊息。

６.登山定位、山難協尋

　　GPS可準確的定位、定向﹐在開闊的地方使用GPS定 位﹐配合地形圖可以非常準確的了解目前所在位置﹐而不會因人 為判斷錯誤而迷路。我們也可將GPS配合無線電傳輸﹐將登 山人員所在位置傳送至山難協尋中心﹐以利救難搜尋工作。

７.精確定時

　　由於GPS定位需要非常精確的時間﹐每顆GPS衛星上都 有精密的原子鐘﹐所以GPS接收機可以接收到精確的時間資訊。

８.軍事

　　GPS發展目的﹐一開始就是考慮軍事的用途﹐所以舉凡戰 機、戰艦、戰車、飛彈、相關軍事人員及攻擊目標物的精確 定位﹐均仰賴GPS完成。