GPS (система глобального позиционирования) была разработана Министерством обороны США в семидесятых годах и поначалу применялась только в военных целях, позволяя наносить ракетные удары по неподвижным и движущимся объектам. С девяностых годов она начала получать распространение в гражданской технике.

GPS
Принцип работы GPS основан на эффекте Допплера — уменьшении частоты получаемого приемником сигнала при отдалении спутника и ее увеличении при приближении. В GPS три сегмента: спутники, наземные управляющие станции и приемники.

Управляющие станции осуществляют контроль за работой спутников и при необходимости отправляют им корректирующие сигналы. Приемник получает сигнал со спутников и корректирующих наземных станций. Свои координаты GPS-приемник определяет с помощью измерения моментов времени приема синхронизированного сигнала от спутников с учетом их местоположения.

GPS
Для нормального функционирования GPS достаточно всего 24 спутников. Каждый из них движется по собственной траектории на высоте примерно 20 тысяч километров от Земли со скоростью около 14 тысяч километров в час. Чтобы система работала без сбоев, запускают дополнительные спутники, в настоящий момент их более тридцати. Срок жизни спутника — от 7,5 до 15 лет.

Координаты GPS-приемника определяются с точностью до шести метров, а в некоторых странах — благодаря использованию корректирующих наземных станций — до одного метра. На точность позиционирования влияет несколько параметров: число видимых приемником спутников и их расположение, погодные условия, помехи от радиоволн. Сигнал GPS лежит в дециметровом диапазоне волн и не проникает сквозь бетонные стены, поэтому в зданиях система навигации чаще всего не работает.

До 2000 года алгоритм работы GPS был специально загрублен с целью недопущения использования системы в военных целях. В Китае за исключением Гонконга искажение по-прежнему действует — GPS в этой стране работает с погрешностью 200 метров.

Seiko с GPS
Модулями GPS оснащаются автомобильные навигаторы и системы слежения, телефоны, велокомпьютеры, часы. Также GPS используется в картографии, геодезии и тектонике. Приемник GPS очень «прожорлив», он потребляет больше энергии, чем любой другой радиомодуль. Это происходит из-за того, ему продолжительное время приходится поддерживать связь одновременно с несколькими источниками сигнала. Инициация соединения со спутником занимает до полуминуты, а получение детальных данных требует 10-12 минут. Устройство не уходит в спящий режим — приемник GPS препятствует этому. Частично проблему высокого энергопотребления решает модуль A-GPS, который получает данные о координатах приемника не через спутники, а от базы сотовой связи или точки Wi-Fi.