GPS 系统包括三大部分：空间部分— GPS 卫星星座；地面控制部分—地面监控系统；用户设备部分— GPS 信号接收机。

　　GPS卫星星座
　　GPS 工作卫星及其星座 由 21 颗工作卫星和 3 颗在轨备用卫星组成 GPS 卫星星座，记作（ 21+3 ） GPS 星座。 24 颗卫星均匀分布在 6 个轨道平面内，轨道倾角为 55 度，各个轨道平面之间相距 60 度， 即轨道的升交点赤经各相差 60 度。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差 90 度， 一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前 30 度。在两万公里高空的 GPS 卫星，当地球对恒星来说自转一周时，它们绕地球运行二周， 即绕地球一周的时间为 12 恒星时。这样，对于地面观测者来说，每天将提前 4 分钟见到同一颗 GPS 卫星。位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同，最少可见到 4 颗， 最多可见到 11 颗。在用 GPS 信号导航定位时，为了结算测站的三维坐标，必须观测 4 颗 GPS 卫星，称为定位星座。这 4 颗卫星在观测过程中的几何位置分布对定位精度有一定的影响。对于某地某时，甚至不能测得精确的点位坐标，这种时间段叫做“间隙段”。但这种 时间间隙段是很短暂的，并不影响全球绝大多数地方的全天候、高精度、连续实时 ,GPS 工作卫星的编号和试验卫星基本相同。
　　
　　地面监控系统
　　对于导航定位来说， GPS 卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的 的参数算得的。每颗 GPS 卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。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道运行，都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统 另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准— GPS 时间系统。这就需要地面站监测 各颗卫星的时间，求出钟差。然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。 GPS 工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。

　　GPS信号接收机
　　GPS 信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号， 并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的 GPS 信号进行变换、放大和处理，以便测量出 GPS 信号从卫星 到接收机天线的传播时间，解译出 GPS 卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置， 位置，甚至三维速度和时间。
　　静态定位中， GPS 接收机在捕获和跟踪 GPS 卫星的过程中固定不变，接收机高精度 地测量 GPS 信号的传播时间，利用 GPS 卫星在轨的已知位置，解算出接收机天线所在位置的 三维坐标。而动态定位则是用 GPS 接收机测定一个运动物体的运行轨迹。 GPS 信号接收机 所位于的运动物体叫做载体（如航行中的船舰，空中的飞机，行走的车辆等）。载体上 的 GPS 接收机天线在跟踪 GPS 卫星的过程中相对地球而运动，接收机用 GPS 信号实时地 测得运动载体的状态参数（瞬间三维位置和三维速度）。
　　接收机硬件和机内软件以及 GPS 数据的后处理软件包，构成完整的 GPS 用户设备。 GPS 接收机的结构 分为天线单元和接收单元两大部分。对于测地型接收机来说，两个单元一般分成 两个独立的部件，观测时将天线单元安置在测站上，接收单元置于测站附近的适当地方， 用电缆线将两者连接成一个整机。也有的将天线单元和接收单元制作成一个整体，观测时将其 安置在测站点上。
　　GPS 接收机一般用蓄电池做电源。同时采用机内机外两种直流电源。设置机内电池的目的 在于更换外电池时不中断连续观测。在用机外电池的过程中，机内电池自动充电。 关机后，机内电池为 RAM 存储器供电，以防止丢失数据。
　　近几年，国内引进了许多种类型的 GPS 测地型接收机。各种类型的 GPS 测地型接收机用于 精密相对定位时，其双频接收机精度可达 5mm+1PPM.D ，单频接收机在一定距离内精度可达 10mm+2PPM.D 。用于差分定位其精度可达亚米级至厘米级。 目前，各种类型的 GPS 接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。