نظام تحديد المواقع العالمي

نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

شعار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
بلد/بلدان المنشأ	الولايات المتحدة
المشغل(ون)	قوة الفضاء الأمريكية ( مهمة دلتا 31 )
يكتب	عسكري، مدني
حالة	تشغيلية
التغطية	عالمي
دقة	30–500 سم (0.98–16 قدم)
حجم الكوكبة
الأقمار الإسمية	24
الأقمار الصناعية القابلة للاستخدام حاليًا	31 عملياتية
الإطلاق الأول	22 فبراير 1978 ؛ منذ 46 عامًا ( 1978-02-22 )
مجموع الإطلاقات	79
الخصائص المدارية
النظام(الأنظمة)	6 طائرات مدارية متوسطة المدى
ارتفاع المدار	20,180 كم (12,540 ميل)
الفترة المدارية	1 ⁄ 2 ثانية أو 11 ساعة و 58 دقيقة
فترة إعادة الزيارة	يوم نجمي واحد
تفاصيل اخرى
يكلف	الكوكبة الأولية: 12 مليار دولار [1] تكلفة التشغيل: 1.84 مليار دولار سنويًا (2023) [1]
موقع إلكتروني	موقع gps.gov

الجيوديسيا
الأساسيات الجيوديسيا الجيوديناميكا المساحة تاريخ
المفاهيم المسافة الجغرافية جيويد شكل الأرض ( نصف القطر والمحيط ) إحداثيات الجيوديسية البيانات الجيوديسية جيوديسية تمثيل الوضع الأفقي خط العرض  / خط الطول إسقاط الخريطة مرجع القطع الناقص الجيوديسيا عبر الأقمار الصناعية نظام مرجعي مكاني العلاقات المكانية المواضع العمودية
التكنولوجيات أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية (GNSS) نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) GLONASS (Russia) BeiDou (BDS) (China) Galileo (Europe) NAVIC (India) Quasi-Zenith Sat. Sys. (QZSS) (Japan) Discrete Global Grid and Geocoding
Standards (history) NGVD 29 Sea Level Datum 1929 OSGB36 Ordnance Survey Great Britain 1936 SK-42 Systema Koordinat 1942 goda ED50 European Datum 1950 SAD69 South American Datum 1969 GRS 80 Geodetic Reference System 1980 ISO 6709 Geographic point coord. 1983 NAD 83 North American Datum 1983 WGS 84 World Geodetic System 1984 NAVD 88 N. American Vertical Datum 1988 ETRS89 European Terrestrial Ref. Sys. 1989 GCJ-02 Chinese obfuscated datum 2002 Geo URI Internet link to a point 2010 International Terrestrial Reference System Spatial Reference System Identifier (SRID) Universal Transverse Mercator (UTM)
v t e

نظام تحديد المواقع العالمي ( GPS )، والمعروف في الأصل باسم Navstar GPS ، ^[2] هو نظام ملاحة لاسلكي قائم على الأقمار الصناعية مملوك لقوات الفضاء الأمريكية ويديره Mission Delta 31. [ ^3] وهو أحد أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية (GNSS) التي توفر معلومات الموقع الجغرافي والوقت لجهاز استقبال GPS في أي مكان على الأرض أو بالقرب منها حيث يوجد خط رؤية غير معوق لأربعة أقمار صناعية أو أكثر لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS). ^[4] لا يتطلب من المستخدم إرسال أي بيانات، ويعمل بشكل مستقل عن أي هاتف أو استقبال إنترنت، على الرغم من أن هذه التقنيات يمكن أن تعزز فائدة معلومات تحديد المواقع لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS). كما يوفر قدرات تحديد المواقع المهمة للمستخدمين العسكريين والمدنيين والتجاريين في جميع أنحاء العالم. على الرغم من أن حكومة الولايات المتحدة أنشأت نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وتتحكم فيه وتحافظ عليه، إلا أنه يمكن الوصول إليه بحرية لأي شخص لديه جهاز استقبال GPS. ^[5]

بدأ مشروع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من قبل وزارة الدفاع الأمريكية في عام 1973. وتم إطلاق النموذج الأولي للمركبة الفضائية في عام 1978، وأصبحت المجموعة الكاملة المكونة من 24 قمرًا صناعيًا جاهزة للتشغيل في عام 1993.

بعد إسقاط رحلة الخطوط الجوية الكورية رقم 007 عندما دخلت عن طريق الخطأ المجال الجوي السوفييتي، أعلن الرئيس رونالد ريجان أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) سيكون متاحًا للاستخدام المدني اعتبارًا من 16 سبتمبر 1983؛ ^[6] ومع ذلك، في البداية كان هذا الاستخدام المدني محدودًا بدقة متوسطة تبلغ 100 متر (330 قدمًا) باستخدام التوافر الانتقائي (SA)، وهو خطأ متعمد تم إدخاله في بيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والتي يمكن للمستقبلات العسكرية تصحيحها.

مع نمو استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المدني، كان هناك ضغط متزايد لإزالة هذا الخطأ. تم تعطيل نظام التوافر الانتقائي مؤقتًا أثناء حرب الخليج ، حيث أدى نقص وحدات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) العسكرية إلى استخدام العديد من الجنود الأمريكيين لوحدات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المدنية المرسلة من المنزل. في التسعينيات، بدأت أنظمة تحديد المواقع العالمي (GPS) التفاضلية من خفر السواحل الأمريكي وإدارة الطيران الفيدرالية والوكالات المماثلة في دول أخرى في بث تصحيحات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المحلية، مما قلل من تأثير كل من تدهور التوافر الانتقائي والتأثيرات الجوية (التي قامت أجهزة الاستقبال العسكرية أيضًا بتصحيحها). كما طور الجيش الأمريكي طرقًا لإجراء تشويش محلي على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، مما يعني أن القدرة على تدهور النظام عالميًا لم تعد ضرورية. ونتيجة لذلك، وقع رئيس الولايات المتحدة بيل كلينتون على مشروع قانون يأمر بتعطيل التوافر الانتقائي في الأول من مايو عام 2000؛ ^[7] وفي عام 2007 ، أعلنت حكومة الولايات المتحدة أن الجيل التالي من أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لن يتضمن هذه الميزة على الإطلاق.

لقد أدى التقدم في التكنولوجيا والمتطلبات الجديدة على النظام الحالي الآن إلى جهود لتحديث نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وتنفيذ الجيل التالي من أقمار GPS Block III ونظام التحكم التشغيلي من الجيل التالي (OCX) ^[8] والذي أقره الكونجرس الأمريكي في عام 2000. عندما تم إيقاف التوافر الانتقائي، كان نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) دقيقًا حتى حوالي 5 أمتار (16 قدمًا). تتمتع أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التي تستخدم النطاق L5 بدقة أعلى بكثير تبلغ 30 سم (12 بوصة)، في حين أن تلك المستخدمة في التطبيقات المتطورة مثل الهندسة ومسح الأراضي دقيقة حتى 2 سم ( 3 ⁄ 4  بوصة) ويمكنها حتى توفير دقة أقل من المليمتر مع القياسات طويلة المدى. ^{[7] [9] [10]} يمكن أن تكون الأجهزة الاستهلاكية مثل الهواتف الذكية دقيقة حتى 4.9 متر (16 قدمًا) أو أفضل عند استخدامها مع خدمات مساعدة مثل تحديد المواقع عبر شبكة Wi-Fi . ^[11]

اعتبارًا من يوليو 2023 ^[update]، تبث 18 قمرًا صناعيًا لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إشارات L5، والتي تعتبر في مرحلة ما قبل التشغيل قبل بثها بواسطة مجموعة كاملة من 24 قمرًا صناعيًا في عام 2027. ^[12]

تم إطلاق مشروع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الولايات المتحدة في عام 1973 للتغلب على قيود أنظمة الملاحة السابقة، ^[13] من خلال الجمع بين أفكار من عدة أنظمة سابقة، بما في ذلك دراسات التصميم الهندسي السرية من ستينيات القرن العشرين. طورت وزارة الدفاع الأمريكية النظام، الذي استخدم في الأصل 24 قمرًا صناعيًا، لاستخدامه من قبل الجيش الأمريكي، وأصبح يعمل بكامل طاقته في عام 1993. سُمح بالاستخدام المدني منذ الثمانينيات. يُنسب اختراعه إلى روجر إل. إيستون من مختبر الأبحاث البحرية ، وإيفان أ. جيتنج من شركة الفضاء ، وبرادفورد باركنسون من مختبر الفيزياء التطبيقية . ^[14] يُنسب الفضل إلى عمل غلاديس ويست في إنشاء نموذج الأرض الجيوديسي الرياضي باعتباره أداة في تطوير التقنيات الحسابية لاكتشاف مواقع الأقمار الصناعية بالدقة اللازمة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS). ^{[15] [16]}

يعتمد تصميم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) جزئيًا على أنظمة ملاحة راديوية أرضية مماثلة ، مثل LORAN ونظام Decca Navigator ، الذي تم تطويره في أوائل الأربعينيات من القرن العشرين.

في عام 1955، اقترح فريدوارد وينتربيرج اختبارًا للنسبية العامة - الكشف عن تباطؤ الوقت في مجال جاذبية قوي باستخدام ساعات ذرية دقيقة موضوعة في مدار داخل أقمار صناعية. تنبأت النسبية الخاصة والعامة بأن الساعات على أقمار GPS، كما لوحظت من قبل تلك الموجودة على الأرض، تعمل أسرع بمقدار 38 ميكروثانية في اليوم من تلك الموجودة على الأرض. يصحح تصميم GPS هذا الاختلاف؛ لأنه بدون القيام بذلك، ستتراكم أخطاء المواقع المحسوبة بواسطة GPS تصل إلى 10 كيلومترات في اليوم (6 أميال / يوم). ^[17]

عندما أطلق الاتحاد السوفييتي أول قمر صناعي ( سبوتنيك 1 ) في عام 1957، قام اثنان من الفيزيائيين الأمريكيين، ويليام جوير وجورج ويفنباخ، في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز (APL) بمراقبة عمليات الإرسال الراديوية الخاصة به. ^[18] وفي غضون ساعات أدركوا أنه بسبب تأثير دوبلر ، يمكنهم تحديد مكان القمر الصناعي على طول مداره. منحهم مدير APL إمكانية الوصول إلى جهاز الكمبيوتر UNIVAC I الخاص بهم لإجراء الحسابات الثقيلة المطلوبة.

في وقت مبكر من العام التالي، طلب فرانك ماكلور، نائب مدير مختبر الفيزياء التطبيقية، من جوير وويفنباخ التحقيق في المشكلة العكسية: تحديد موقع المستخدم، بالنظر إلى موقع القمر الصناعي. (في ذلك الوقت، كانت البحرية تطور صاروخ بولاريس الذي يطلق من الغواصات ، والذي يتطلب منهم معرفة موقع الغواصة.) وقد دفعهم هذا وAPL إلى تطوير نظام TRANSIT . ^[19] في عام 1959، لعبت ARPA (التي أعيدت تسميتها إلى DARPA في عام 1972) أيضًا دورًا في TRANSIT. ^{[20] [21] [22]}

تم اختبار TRANSIT بنجاح لأول مرة في عام 1960. ^[23] وقد استخدم مجموعة من خمسة أقمار صناعية ويمكنه توفير إصلاح ملاحي مرة واحدة تقريبًا في الساعة.

في عام 1967، طورت البحرية الأمريكية القمر الصناعي "تيميشن" ، الذي أثبت إمكانية وضع ساعات دقيقة في الفضاء، وهي التكنولوجيا المطلوبة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

في سبعينيات القرن العشرين، أصبح نظام الملاحة OMEGA الأرضي ، الذي يعتمد على مقارنة الطور لنقل الإشارة من أزواج المحطات، ^[24] أول نظام ملاحة لاسلكي عالمي. أدت قيود هذه الأنظمة إلى الحاجة إلى حل ملاحة أكثر عالمية بدقة أكبر.

على الرغم من وجود احتياجات واسعة النطاق للملاحة الدقيقة في القطاعين العسكري والمدني، إلا أنه لم يُنظر إلى أي من هذه الاحتياجات تقريبًا على أنها مبرر للمليارات من الدولارات التي ستكلفها في البحث والتطوير والنشر وتشغيل مجموعة من أقمار الملاحة. خلال سباق التسلح في الحرب الباردة ، كان التهديد النووي لوجود الولايات المتحدة هو الحاجة الوحيدة التي تبرر هذه التكلفة من وجهة نظر الكونجرس الأمريكي. هذا التأثير الرادع هو سبب تمويل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). ^{[ بحاجة لمصدر ]} وهو أيضًا سبب السرية الفائقة في ذلك الوقت. يتكون الثالوث النووي من الصواريخ الباليستية التي تطلقها الغواصات التابعة للبحرية الأمريكية إلى جانب القاذفات الاستراتيجية والصواريخ الباليستية العابرة للقارات التابعة للقوات الجوية الأمريكية . نظرًا لاعتباره أمرًا حيويًا لموقف الردع النووي ، كان التحديد الدقيق لموقع إطلاق الصواريخ الباليستية التي تطلق من الغواصات عامل مضاعف للقوة .

إن الملاحة الدقيقة من شأنها أن تمكن غواصات الصواريخ الباليستية الأمريكية من الحصول على تحديد دقيق لمواقعها قبل إطلاق صواريخها الباليستية من الغواصات. ^[25] كما كان لدى القوات الجوية الأمريكية، التي تضم ثلثي الثالوث النووي، متطلبات لنظام ملاحة أكثر دقة وموثوقية. كانت البحرية الأمريكية والقوات الجوية الأمريكية تطوران تقنياتهما الخاصة بالتوازي لحل نفس المشكلة في الأساس.

ولزيادة قدرة الصواريخ الباليستية العابرة للقارات على البقاء، كان هناك اقتراح لاستخدام منصات إطلاق متحركة (قابلة للمقارنة مع صواريخ SS-24 و SS-25 السوفييتية )، وبالتالي فإن الحاجة إلى تحديد موقع الإطلاق كانت مشابهة لوضع الصواريخ الباليستية التي تُطلق من الغواصات.

في عام 1960، اقترحت القوات الجوية نظام ملاحة لاسلكي يسمى MOSAIC (نظام متحرك للتحكم الدقيق في الصواريخ الباليستية العابرة للقارات) وكان في الأساس نظام لوران ثلاثي الأبعاد. أجريت دراسة متابعة، المشروع 57، في عام 1963 وكان "في هذه الدراسة ولد مفهوم نظام تحديد المواقع العالمي". في نفس العام، تم متابعة المفهوم كمشروع 621B، والذي كان لديه "العديد من السمات التي تراها الآن في نظام تحديد المواقع العالمي" ^[26] ووعد بزيادة الدقة لقاذفات القوات الجوية الأمريكية وكذلك الصواريخ الباليستية العابرة للقارات.

كانت التحديثات من نظام TRANSIT التابع للبحرية بطيئة للغاية بالنسبة للسرعات العالية لعمليات القوات الجوية. واصل مختبر الأبحاث البحرية (NRL) إحراز تقدم مع أقمار Timation (الملاحة الزمنية) الخاصة به، والتي تم إطلاقها لأول مرة في عام 1967، وأُطلقت للمرة الثانية في عام 1969، وأُطلقت الثالثة في عام 1974 حاملة أول ساعة ذرية في المدار، وأُطلقت الرابعة في عام 1977. ^[27]

كان هناك سلف مهم آخر لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) جاء من فرع مختلف من الجيش الأمريكي. في عام 1964، أطلق جيش الولايات المتحدة أول قمر صناعي له من نوع Sequential Collation of Range ( SECOR ) المستخدم في المسح الجيوديسي. ^[28] تضمن نظام SECOR ثلاثة أجهزة إرسال أرضية في مواقع معروفة من شأنها إرسال إشارات إلى جهاز الإرسال والاستقبال الخاص بالقمر الصناعي في المدار. يمكن لمحطة أرضية رابعة، في موضع غير محدد، استخدام هذه الإشارات لتحديد موقعها بدقة. تم إطلاق آخر قمر صناعي من نوع SECOR في عام 1969. ^[29]

مع هذه التطورات المتوازية في الستينيات، أدرك العلماء أنه يمكن تطوير نظام متفوق من خلال تجميع أفضل التقنيات من 621B وTransit وTimation وSECOR في برنامج متعدد الخدمات. كان لا بد من حل أخطاء موقع القمر الصناعي المداري، الناجمة عن الاختلافات في مجال الجاذبية وانكسار الرادار من بين أمور أخرى. استخدم فريق بقيادة هارولد إل. جوري من قسم الطيران في بان آم في فلوريدا من عام 1970 إلى عام 1973، استيعاب البيانات في الوقت الفعلي والتقدير المتكرر للقيام بذلك، مما أدى إلى تقليل الأخطاء المنهجية والمتبقية إلى مستوى يمكن إدارته للسماح بالملاحة الدقيقة. ^[30]

خلال عطلة عيد العمال في عام 1973، ناقش اجتماع ضم حوالي اثني عشر ضابطًا عسكريًا في البنتاغون إنشاء نظام ملاحة دفاعي عبر الأقمار الصناعية (DNSS) . وفي هذا الاجتماع تم إنشاء التوليف الحقيقي الذي أصبح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). وفي وقت لاحق من ذلك العام، تم تسمية برنامج DNSS باسم Navstar. ^[31] غالبًا ما يُعتبر Navstar بشكل خاطئ اختصارًا لـ "نظام الملاحة باستخدام التوقيت والنطاق" ولكن لم يتم اعتباره كذلك من قبل مكتب برنامج GPS المشترك (ربما دعت TRW ذات مرة إلى نظام ملاحي مختلف يستخدم هذا الاختصار). ^[32] مع ربط الأقمار الصناعية الفردية باسم Navstar (كما هو الحال مع أسلافها Transit و Timation)، تم استخدام اسم أكثر شمولاً لتحديد كوكبة أقمار Navstar الصناعية، Navstar-GPS . ^[33] تم إطلاق عشرة أقمار صناعية نموذجية " Block I " بين عامي 1978 و1985 (دُمرت وحدة إضافية في فشل الإطلاق). ^[34]

تم التحقيق في تأثير الغلاف الأيوني على انتقال الراديو في مختبر الجيوفيزياء التابع لمختبر أبحاث القوات الجوية كامبريدج ، والذي تمت إعادة تسميته إلى مختبر أبحاث الجيوفيزياء التابع للقوات الجوية (AFGRL) في عام 1974. طور مختبر AFGRL نموذج Klobuchar لحساب تصحيحات الغلاف الأيوني لموقع GPS. ^[35] ومن الجدير بالذكر العمل الذي قامت به عالمة الفضاء الأسترالية إليزابيث إسيكس كوهين في مختبر AFGRL في عام 1974. كانت مهتمة بانحناء مسارات الموجات الراديوية ( الانكسار الجوي ) التي تعبر الغلاف الأيوني من أقمار NavSTAR الصناعية. ^[36]

بعد إسقاط طائرة بوينج 747 التابعة للخطوط الجوية الكورية الرحلة 007 ، والتي كانت تحمل 269 شخصًا، بواسطة طائرة اعتراضية سوفييتية بعد أن ضلت طريقها في المجال الجوي المحظور بسبب أخطاء ملاحية، ^[37] بالقرب من جزر سخالين ومونيرون ، أصدر الرئيس رونالد ريجان توجيهًا يجعل نظام تحديد المواقع العالمي متاحًا مجانًا للاستخدام المدني، بمجرد تطويره بشكل كافٍ، باعتباره منفعة عامة. ^[38] تم إطلاق أول قمر صناعي من الفئة الثانية في 14 فبراير 1989، ^[39] وتم إطلاق القمر الصناعي الرابع والعشرون في عام 1994. تم تقدير تكلفة برنامج نظام تحديد المواقع العالمي في هذه المرحلة، باستثناء تكلفة معدات المستخدم ولكن بما في ذلك تكاليف إطلاق الأقمار الصناعية، بنحو 5 مليارات دولار أمريكي (ما يعادل 10 مليارات دولار في عام 2023). ^[40]

في البداية، تم حجز الإشارة ذات الجودة الأعلى للاستخدام العسكري، وتم تدهور الإشارة المتاحة للاستخدام المدني عمدًا، في سياسة تُعرف باسم التوافر الانتقائي . تغير هذا في 1 مايو 2000، حيث وقع الرئيس الأمريكي بيل كلينتون على توجيه سياسي لإيقاف تشغيل التوافر الانتقائي لتوفير نفس الدقة للمدنيين التي تم توفيرها للجيش. تم اقتراح التوجيه من قبل وزير الدفاع الأمريكي ويليام بيري ، في ضوء النمو الواسع النطاق لخدمات نظام تحديد المواقع العالمي التفاضلي من قبل الصناعة الخاصة لتحسين دقة المدنيين. علاوة على ذلك، كان الجيش الأمريكي يطور تقنيات لرفض خدمة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للخصوم المحتملين على أساس إقليمي. ^[41] تمت إزالة التوافر الانتقائي من بنية نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بدءًا من GPS-III.

منذ نشره، نفذت الولايات المتحدة العديد من التحسينات على خدمة نظام تحديد المواقع العالمي، بما في ذلك إشارات جديدة للاستخدام المدني وزيادة الدقة والنزاهة لجميع المستخدمين، كل ذلك مع الحفاظ على التوافق مع معدات نظام تحديد المواقع العالمي الحالية. كان تحديث نظام الأقمار الصناعية مبادرة مستمرة من قبل وزارة الدفاع الأمريكية من خلال سلسلة من عمليات الاستحواذ على الأقمار الصناعية لتلبية الاحتياجات المتزايدة للجيش والمدنيين والسوق التجارية.

اعتبارًا من أوائل عام 2015، قدمت أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (SPS) عالية الجودة دقة أفقية أفضل من 3.5 متر (11 قدمًا)، ^[7] على الرغم من أن العديد من العوامل مثل جودة جهاز الاستقبال والهوائي والقضايا الجوية يمكن أن تؤثر على هذه الدقة.

تملك حكومة الولايات المتحدة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وتديره كمورد وطني. وزارة الدفاع هي الوصي على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). أشرف مجلس إدارة نظام تحديد المواقع العالمي (IGEB) بين الوكالات على مسائل سياسة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من عام 1996 إلى عام 2004. بعد ذلك، تم إنشاء اللجنة التنفيذية الوطنية لتحديد المواقع والملاحة والتوقيت في الفضاء بموجب توجيه رئاسي في عام 2004 لتقديم المشورة والتنسيق بين الإدارات والوكالات الفيدرالية بشأن المسائل المتعلقة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والأنظمة ذات الصلة. ^[42] يرأس اللجنة التنفيذية بشكل مشترك نائبا وزير الدفاع والنقل. وتشمل عضويتها مسؤولين من نفس المستوى من وزارات الخارجية والتجارة والأمن الداخلي ورؤساء الأركان المشتركة ووكالة ناسا . تشارك مكونات المكتب التنفيذي للرئيس كمراقبين في اللجنة التنفيذية، ويشارك رئيس لجنة الاتصالات الفيدرالية كحلقة وصل.

إن وزارة الدفاع الأمريكية ملزمة بموجب القانون بـ "الحفاظ على خدمة تحديد المواقع القياسية (كما هو محدد في خطة الملاحة الراديوية الفيدرالية ومواصفات إشارة خدمة تحديد المواقع القياسية) التي ستكون متاحة على أساس مستمر في جميع أنحاء العالم" و "تطوير التدابير اللازمة لمنع الاستخدام العدائي لنظام تحديد المواقع العالمي وتعزيزاته دون تعطيل أو تدهور الاستخدامات المدنية بشكل غير ملائم".

This section is in list format but may read better as prose. You can help by converting this section, if appropriate. Editing help is available. (July 2023)

ملخص الأقمار الصناعية ^{[44] [45] [46]}

حاجز	فترة الإطلاق	إطلاق الأقمار الصناعية				حاليا في المدار وصحية
		نجاح	فشل	في التحضير	مخطط له
أنا	1978–1985	10	1	0	0	0
الثاني	1989–1990	9	0	0	0	0
معهد المدققين الداخليين	1990–1997	19	0	0	0	0
آي آي آر	1997–2004	12	1	0	0	7
آي آي آر-إم	2005–2009	8	0	0	0	7
معهد التمويل الدولي	2010–2016	12	0	0	0	11
ثالثا أ	2018–	6	0	4	0	6
معهد التمويل الدولي الثالث	—	0	0	0	22	0
المجموع		76	2	4	22	31
(آخر تحديث: 26 سبتمبر 2024) القمر الصناعي USA-203 من Block IIR-M غير سليم [47] للحصول على قائمة أكثر اكتمالاً، راجع قائمة أقمار GPS الصناعية

• في عام 1972، أجرت منشأة اختبار التوجيه بالقصور الذاتي المركزية التابعة للقوات الجوية الأمريكية (قاعدة هولومان الجوية) اختبارات طيران تطويرية لأربعة نماذج أولية من أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في تكوين Y فوق ميدان صواريخ وايت ساندز ، باستخدام أقمار صناعية وهمية قائمة على الأرض. ^[48]
• في عام 1978، تم إطلاق أول قمر صناعي تجريبي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) Block-I. ^[34]
• في عام 1983، بعد أن أسقطت طائرات الاعتراض التابعة للاتحاد السوفييتي طائرة الركاب المدنية KAL 007 التي ضلت طريقها إلى المجال الجوي المحظور بسبب أخطاء ملاحية، مما أسفر عن مقتل جميع الأشخاص البالغ عددهم 269 شخصًا على متنها، أعلن الرئيس الأمريكي رونالد ريجان أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) سيكون متاحًا للاستخدامات المدنية بمجرد اكتماله، ^{[49] [50]} على الرغم من أنه كان معروفًا للعامة منذ وقت مبكر من عام 1979 أن رمز CA (رمز الاستحواذ/التقريبي) سيكون متاحًا للمستخدمين المدنيين. ^{[51] [52]}
• بحلول عام 1985، تم إطلاق عشرة أقمار صناعية تجريبية أخرى من طراز Block-I للتحقق من صحة المفهوم.
• بدءًا من عام 1988، تم نقل القيادة والتحكم في هذه الأقمار الصناعية من قاعدة أونيزوكا الجوية ، كاليفورنيا إلى سرب التحكم في الأقمار الصناعية الثاني (2SCS) الموجود في قاعدة شرايفر الفضائية في كولورادو سبرينجز، كولورادو . ^{[53] [54]}
• في 14 فبراير 1989، تم إطلاق أول قمر صناعي حديث من طراز Block-II.
• كانت حرب الخليج التي اندلعت في الفترة من عام 1990 إلى عام 1991 أول صراع يستخدم فيه الجيش نظام تحديد المواقع العالمي على نطاق واسع. ^[55]
• في عام 1991، انتهى مشروع وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) لإنشاء جهاز استقبال GPS مصغر بنجاح، حيث تم استبدال أجهزة الاستقبال العسكرية السابقة التي يبلغ وزنها 16 كجم (35 رطلاً) بجهاز استقبال GPS محمول رقمي بالكامل يبلغ وزنه 1.25 كجم (2.8 رطل). ^[21]
• في عام 1991، تأسست شركة TomTom ، وهي شركة هولندية لتصنيع أجهزة الملاحة عبر الأقمار الصناعية.
• في عام 1992، تم تعطيل الجناح الفضائي الثاني ، الذي كان مسؤولاً في الأصل عن إدارة النظام، وتم استبداله بالجناح الفضائي الخمسين .
• بحلول ديسمبر 1993، حقق نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) القدرة التشغيلية الأولية (IOC)، مع توفر مجموعة كاملة (24 قمرًا صناعيًا) وتوفير خدمة تحديد المواقع القياسية (SPS). ^[56]
• تم الإعلان عن القدرة التشغيلية الكاملة (FOC) من قبل قيادة الفضاء للقوات الجوية (AFSPC) في أبريل 1995، مما يدل على التوافر الكامل لخدمة تحديد المواقع الدقيقة الآمنة للجيش (PPS). ^[56]
• في عام 1996، وإدراكًا لأهمية نظام تحديد المواقع العالمي للمستخدمين المدنيين وكذلك المستخدمين العسكريين، أصدر الرئيس الأمريكي بيل كلينتون توجيهًا سياسيًا ^[57] يعلن فيه أن نظام تحديد المواقع العالمي هو نظام مزدوج الاستخدام وإنشاء مجلس تنفيذي مشترك بين الوكالات لنظام تحديد المواقع العالمي لإدارته باعتباره أحد الأصول الوطنية.
• في عام 1998، أعلن نائب الرئيس الأمريكي آل جور عن خطط لتحديث نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بإشارتين مدنيتين جديدتين لتحسين دقة وموثوقية المستخدم، وخاصة فيما يتعلق بسلامة الطيران، وفي عام 2000، وافق الكونجرس الأمريكي على هذا الجهد، وأشار إليه باسم GPS III .
• في 2 مايو 2000، تم إيقاف "التوافر الانتقائي" نتيجة للأمر التنفيذي لعام 1996، مما يسمح للمستخدمين المدنيين بتلقي إشارة غير متدهورة على مستوى العالم.
• في عام 2004، وقعت حكومة الولايات المتحدة اتفاقية مع الجماعة الأوروبية لإقامة تعاون فيما يتعلق بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ونظام جاليليو الأوروبي .
• في عام 2004، قام الرئيس الأمريكي جورج دبليو بوش بتحديث السياسة الوطنية واستبدل المجلس التنفيذي باللجنة التنفيذية الوطنية لتحديد المواقع والملاحة والتوقيت في الفضاء. ^[58]
• في نوفمبر 2004، أعلنت شركة كوالكوم عن اختبارات ناجحة لنظام تحديد المواقع العالمي المساعد للهواتف المحمولة . ^[59]
• في عام 2005، تم إطلاق أول قمر صناعي حديث لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وبدأ في إرسال إشارة مدنية ثانية (L2C) لتحسين أداء المستخدم. ^[60]
• في 14 سبتمبر 2007، تم نقل نظام التحكم في القطاع الأرضي القديم الذي يعتمد على الحاسوب الرئيسي إلى خطة تطور الهندسة المعمارية الجديدة. ^[61]
• في 19 مايو 2009، أصدر مكتب المحاسبة الحكومي في الولايات المتحدة تقريرًا يحذر من أن بعض أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) قد تفشل بحلول عام 2010. ^[62]
• في 21 مايو 2009، خففت قيادة الفضاء التابعة للقوات الجوية من المخاوف بشأن فشل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، قائلة: "هناك خطر ضئيل في أننا لن نستمر في تجاوز معيار الأداء لدينا". ^[63]
• في الحادي عشر من يناير 2010، تسبب تحديث أنظمة التحكم الأرضية في عدم توافق البرامج مع ما بين 8000 إلى 10000 جهاز استقبال عسكري تم تصنيعه بواسطة قسم من شركة Trimble Navigation Limited في سانيفيل، كاليفورنيا. ^{[ يحتاج إلى توضيح ] [64]}
• في 25 فبراير 2010، ^[65] منحت القوات الجوية الأمريكية عقدًا لشركة Raytheon لتطوير نظام التحكم التشغيلي للجيل القادم من نظام تحديد المواقع العالمي (OCX) لتحسين دقة وتوافر إشارات الملاحة GPS، والعمل كجزء أساسي من تحديث نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
• في 24 يوليو 2020، تم نقل تشغيل كوكبة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إلى قوة الفضاء الأمريكية التي تم إنشاؤها حديثًا كجزء من إنشائها. ^[66]

  

• في 13 أكتوبر 2023، قامت قوة الفضاء بتفعيل PNT Delta (مؤقت) لإدارة أصول حرب الملاحة الأمريكية. تمت إعادة تنظيم عمليات 2SOPS وGPS تحت قيادة دلتا الجديدة هذه . ^[66]

في 10 فبراير 1993، اختارت الرابطة الوطنية للملاحة الجوية فريق GPS كفائزين بجائزة روبرت جيه كولير لعام 1992 ، وهي جائزة الطيران الأكثر شهرة في الولايات المتحدة. يجمع هذا الفريق باحثين من مختبر الأبحاث البحرية والقوات الجوية الأمريكية وشركة الفضاء والطيران وشركة روكويل الدولية وشركة آي بي إم فيدرال سيستمز. يكرمهم الاستشهاد "لأهم تطور للملاحة والمراقبة الآمنة والفعالة للطائرات والمركبات الفضائية منذ إدخال الملاحة اللاسلكية قبل 50 عامًا".

حصل اثنان من مطوري نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على جائزة تشارلز ستارك درابر من الأكاديمية الوطنية للهندسة لعام 2003:

• وضع إيفان جيتنج ، الرئيس الفخري لشركة أيروسبيس كوربوريشن ومهندس في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، الأساس لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، محسنًا بذلك نظام الراديو الأرضي خلال الحرب العالمية الثانية والذي كان يسمى LORAN ( نظام الملاحة الراديوية طويل المدى من A إلى N ).
• كان برادفورد باركنسون ، أستاذ علوم الطيران والفضاء في جامعة ستانفورد ، هو من ابتكر النظام الحالي القائم على الأقمار الصناعية في أوائل ستينيات القرن العشرين، وقام بتطويره بالتعاون مع القوات الجوية الأمريكية. خدم باركنسون في القوات الجوية لمدة واحد وعشرين عامًا، من عام 1957 إلى عام 1978، وتقاعد برتبة عقيد.

حصل مطور نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) روجر إل. إيستون على الميدالية الوطنية للتكنولوجيا في 13 فبراير 2006. ^[67]

تم إدخال فرانسيس إكس. كين (العقيد المتقاعد من القوات الجوية الأمريكية) إلى قاعة مشاهير رواد الفضاء والصواريخ في القوات الجوية الأمريكية في قاعدة لاكلاند الجوية، سان أنطونيو، تكساس، في 2 مارس 2010، لدوره في تطوير تكنولوجيا الفضاء ومفهوم التصميم الهندسي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الذي أجري كجزء من المشروع 621B.

في عام 1998، تم إدخال تقنية نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إلى قاعة مشاهير تكنولوجيا الفضاء التابعة لمؤسسة الفضاء . ^[68]

في الرابع من أكتوبر 2011، منحت الاتحاد الدولي للملاحة الفضائية (IAF) نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) جائزة الذكرى الستين، والتي رشحها عضو الاتحاد الدولي للملاحة الفضائية، المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضاء (AIAA). وقد أقرت لجنة التكريمات والجوائز التابعة للاتحاد الدولي للملاحة الفضائية بتميز برنامج تحديد المواقع العالمي (GPS) والدور المثالي الذي لعبه في بناء التعاون الدولي لصالح البشرية. ^[69]

في 6 ديسمبر 2018، تم إدخال جلاديس ويست إلى قاعة مشاهير رواد الفضاء والصواريخ في القوات الجوية تقديراً لعملها على نموذج الأرض الجيوديسي الدقيق للغاية، والذي تم استخدامه في النهاية لتحديد مدار كوكبة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). ^[70]

في 12 فبراير 2019، حصل أربعة من الأعضاء المؤسسين للمشروع على جائزة الملكة إليزابيث للهندسة، حيث صرح رئيس مجلس الجائزة: "الهندسة هي أساس الحضارة؛ ... لقد أعادوا كتابة البنية التحتية لعالمنا بشكل كبير". ^[71]

This section needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources in this section. Unsourced material may be challenged and removed. (March 2015) (Learn how and when to remove this message)

تحمل أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ساعات ذرية مستقرة للغاية ومتزامنة مع بعضها البعض ومع الساعات الذرية المرجعية في محطات التحكم الأرضية؛ يتم تصحيح أي انحراف للساعات على متن الأقمار الصناعية عن الوقت المرجعي المحفوظ على المحطات الأرضية بانتظام. ^[72] نظرًا لأن سرعة الموجات الراديوية ( سرعة الضوء ) ^[73] ثابتة ومستقلة عن سرعة القمر الصناعي، فإن التأخير الزمني بين وقت إرسال القمر الصناعي للإشارة واستقبال المحطة الأرضية لها يتناسب مع المسافة من القمر الصناعي إلى المحطة الأرضية. باستخدام معلومات المسافة التي تم جمعها من محطات أرضية متعددة، يمكن حساب إحداثيات موقع أي قمر صناعي في أي وقت بدقة كبيرة.

يحمل كل قمر صناعي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) سجلاً دقيقًا لموقعه ووقته، ويبث هذه البيانات باستمرار. بناءً على البيانات المستلمة من أقمار صناعية متعددة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، يمكن لجهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الخاص بالمستخدم النهائي حساب موقعه الرباعي الأبعاد في الزمكان ؛ ومع ذلك، يجب أن يكون هناك أربعة أقمار صناعية على الأقل في مجال رؤية جهاز الاستقبال حتى يتمكن من حساب أربع كميات غير معروفة (ثلاثة إحداثيات للموقع وانحراف ساعته عن وقت القمر الصناعي). ^[74]

يبث كل قمر صناعي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إشارة بشكل مستمر ( موجة حاملة مع تعديل ) تتضمن:

• رمز عشوائي زائف (تسلسل من الآحاد والأصفار) معروف للمستقبل. من خلال محاذاة الوقت بين إصدار تم إنشاؤه بواسطة المستقبل وإصدار القياس بواسطة المستقبل من الرمز، يمكن العثور على وقت الوصول (TOA) لنقطة محددة في تسلسل الرمز، والتي تسمى العصر، في مقياس وقت ساعة المستقبل
• رسالة تتضمن وقت الإرسال (TOT) لعصر الرمز (في مقياس وقت GPS) وموقع القمر الصناعي في ذلك الوقت

من الناحية النظرية، يقيس جهاز الاستقبال قيم TOA (وفقًا لساعته الخاصة) لأربع إشارات قمر صناعي. ومن قيم TOA وTOT، يشكل جهاز الاستقبال أربع قيم لزمن الرحلة (TOF)، والتي تعادل (نظرًا لسرعة الضوء) تقريبًا نطاقات جهاز الاستقبال-القمر الصناعي بالإضافة إلى فارق الوقت بين جهاز الاستقبال وأقمار GPS مضروبًا في سرعة الضوء، والتي تسمى نطاقات وهمية. ثم يحسب جهاز الاستقبال موقعه ثلاثي الأبعاد وانحراف الساعة عن قيم TOF الأربعة.

في الممارسة العملية، يتم حساب موضع المستقبل (في إحداثيات ديكارتية ثلاثية الأبعاد مع الأصل في مركز الأرض) وإزاحة ساعة المستقبل بالنسبة لوقت نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في وقت واحد، باستخدام معادلات الملاحة لمعالجة TOFs.

عادةً ما يتم تحويل موقع الحل المركزي للأرض للمستقبل إلى خطوط العرض والطول والارتفاع بالنسبة لنموذج الأرض الإهليلجي. يمكن بعد ذلك تحويل الارتفاع إلى ارتفاع بالنسبة للجيود ، وهو في الأساس مستوى سطح البحر المتوسط. يمكن عرض هذه الإحداثيات، مثل عرض الخريطة المتحركة ، أو تسجيلها أو استخدامها بواسطة نظام آخر، مثل نظام توجيه المركبات.

على الرغم من عدم تشكيلها بشكل صريح في معالجة المستقبل، فإن فروق الوقت المفاهيمية للوصول (TDOA) تحدد هندسة القياس. يتوافق كل TDOA مع قطع زائدي ذو دورة (انظر التعددية ). يشكل الخط الذي يربط بين القمرين الصناعيين المعنيين (وامتداداته) محور القطع الزائد. يقع المستقبل عند النقطة التي تتقاطع فيها ثلاثة قطع زائدية. ^{[75] [76]}

يُقال أحيانًا بشكل غير صحيح أن موقع المستخدم يقع عند تقاطع ثلاث كرات. ورغم أن هذا أسهل في التصور، إلا أنه لا يحدث إلا إذا كان جهاز الاستقبال مزودًا بساعة متزامنة مع ساعات الأقمار الصناعية (أي أن جهاز الاستقبال يقيس النطاقات الحقيقية للأقمار الصناعية بدلاً من فروق النطاق). وهناك فوائد أداء ملحوظة للمستخدم الذي يحمل ساعة متزامنة مع الأقمار الصناعية. وأهمها أنه لا يلزم سوى ثلاثة أقمار صناعية لحساب حل الموقع. وإذا كان من الضروري أن يحمل جميع المستخدمين ساعة متزامنة، فيمكن نشر عدد أقل من الأقمار الصناعية، ولكن تكلفة وتعقيد معدات المستخدم ستزداد.

الوصف أعلاه يمثل موقف بدء تشغيل جهاز الاستقبال. تحتوي معظم أجهزة الاستقبال على خوارزمية تتبع ، تسمى أحيانًا جهاز التتبع ، والتي تجمع بين مجموعات من قياسات الأقمار الصناعية التي تم جمعها في أوقات مختلفة - في الواقع، تستفيد من حقيقة أن مواضع المستقبل المتعاقبة تكون قريبة من بعضها البعض عادةً. بعد معالجة مجموعة من القياسات، يتنبأ جهاز التتبع بموقع المستقبل المقابل للمجموعة التالية من قياسات الأقمار الصناعية. عند جمع القياسات الجديدة، يستخدم جهاز الاستقبال مخطط ترجيح لدمج القياسات الجديدة مع تنبؤ جهاز التتبع. بشكل عام، يمكن لجهاز التتبع (أ) تحسين دقة موضع جهاز الاستقبال والوقت، (ب) رفض القياسات السيئة، و(ج) تقدير سرعة واتجاه جهاز الاستقبال.

العيب في جهاز التتبع هو أنه لا يمكن حساب التغيرات في السرعة أو الاتجاه إلا مع تأخير، ويصبح الاتجاه المشتق غير دقيق عندما تنخفض المسافة المقطوعة بين قياسين للموقع إلى ما دون أو بالقرب من الخطأ العشوائي لقياس الموقع. يمكن لوحدات نظام تحديد المواقع العالمي استخدام قياسات تحول دوبلر للإشارات المستلمة لحساب السرعة بدقة. ^[77] تستخدم أنظمة الملاحة الأكثر تقدمًا أجهزة استشعار إضافية مثل البوصلة أو نظام الملاحة بالقصور الذاتي لتكملة نظام تحديد المواقع العالمي.

يتطلب نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وجود أربعة أقمار صناعية أو أكثر لتكون الملاحة دقيقة. ويعطي حل معادلات الملاحة موقع المستقبل مع الفرق بين الوقت الذي تسجله ساعة المستقبل على متن الطائرة والوقت الحقيقي من اليوم، وبالتالي يلغي الحاجة إلى ساعة أكثر دقة وربما غير عملية تعتمد على المستقبل. وتستفيد تطبيقات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مثل نقل الوقت وتوقيت إشارات المرور ومزامنة محطات قاعدة الهاتف المحمول من هذا التوقيت الرخيص والدقيق للغاية. وتستخدم بعض تطبيقات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هذا الوقت للعرض، أو لا تستخدمه على الإطلاق بخلاف حسابات الموقع الأساسية.

على الرغم من أن أربعة أقمار صناعية مطلوبة للتشغيل العادي، إلا أن عددًا أقل ينطبق في حالات خاصة. إذا كان أحد المتغيرات معروفًا بالفعل، فيمكن لجهاز الاستقبال تحديد موقعه باستخدام ثلاثة أقمار صناعية فقط. على سبيل المثال، عادةً ما يكون للسفينة في المحيط المفتوح ارتفاع معروف قريبًا من 0 متر ، وقد يكون ارتفاع الطائرة معروفًا. ^[أ] قد تستخدم بعض أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي أدلة أو افتراضات إضافية مثل إعادة استخدام آخر ارتفاع معروف، أو التقدير الميت ، أو الملاحة بالقصور الذاتي ، أو تضمين معلومات من كمبيوتر السيارة، لإعطاء موقع (ربما متدهور) عندما يكون عدد الأقمار الصناعية المرئية أقل من أربعة. ^{[78] [79] [80]}

This section needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources in this section. Unsourced material may be challenged and removed. (March 2015) (Learn how and when to remove this message)

يتألف نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الحالي من ثلاثة أجزاء رئيسية. وهي جزء الفضاء، وجزء التحكم، وجزء المستخدم. ^[52] تعمل قوات الفضاء الأمريكية على تطوير وصيانة وتشغيل أجزاء الفضاء والتحكم. تبث أقمار GPS إشارات من الفضاء، ويستخدم كل جهاز استقبال GPS هذه الإشارات لحساب موقعه ثلاثي الأبعاد (خط العرض والطول والارتفاع) والوقت الحالي. ^[81]

يتألف قطاع الفضاء (SS) من 24 إلى 32 قمرًا صناعيًا، أو مركبات فضائية (SV)، في مدار أرضي متوسط ، ويتضمن أيضًا محولات الحمولة للمعززات المطلوبة لإطلاقها في المدار. دعا تصميم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الأصل إلى 24 مركبة فضائية، ثمانية في ثلاثة مدارات دائرية تقريبًا ، ^[82] ولكن تم تعديل ذلك إلى ستة مستويات مدارية مع أربعة أقمار صناعية لكل منها. ^[83] تتمتع مستويات المدار الستة بميل يبلغ حوالي 55 درجة (ميل بالنسبة لخط استواء الأرض ) ويفصل بينها ارتفاع قائم بمقدار 60 درجة للعقدة الصاعدة (زاوية على طول خط الاستواء من نقطة مرجعية إلى تقاطع المدار). ^[84] الفترة المدارية هي نصف يوم نجمي ، أي 11 ساعة و58 دقيقة، بحيث تمر الأقمار الصناعية فوق نفس المواقع ^[85] أو نفس المواقع تقريبًا ^[86] كل يوم. تم ترتيب المدارات بحيث يكون ستة أقمار صناعية على الأقل دائمًا في خط الرؤية من أي مكان على سطح الأرض (انظر الرسوم المتحركة على اليمين). ^[87] والنتيجة المترتبة على هذا الهدف هي أن الأقمار الصناعية الأربعة ليست متباعدة بالتساوي (90 درجة) داخل كل مدار. وبشكل عام، فإن الفرق الزاوي بين الأقمار الصناعية في كل مدار هو 30 درجة و105 درجة و120 درجة و105 درجة، والتي يبلغ مجموعها 360 درجة. ^[88]

يدور على ارتفاع حوالي 20200 كم (12600 ميل)؛ ونصف قطر مداري حوالي 26600 كم (16500 ميل)، ^[89] يقوم كل SV بدورتين كاملتين في كل يوم نجمي ، ويكرر نفس المسار الأرضي كل يوم. ^[90] كان هذا مفيدًا جدًا أثناء التطوير لأنه حتى مع وجود أربعة أقمار صناعية فقط، فإن المحاذاة الصحيحة تعني أن جميع الأقمار الأربعة مرئية من نقطة واحدة لبضع ساعات كل يوم. بالنسبة للعمليات العسكرية، يمكن استخدام تكرار المسار الأرضي لضمان تغطية جيدة في مناطق القتال.

اعتبارًا من فبراير 2019 ^[update]، ^[91] يوجد 31 قمرًا صناعيًا في كوكبة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، 27 منها قيد الاستخدام في وقت معين مع تخصيص الباقي كقمر احتياطي. تم إطلاق القمر الصناعي الثاني والثلاثين في عام 2018، ولكن حتى يوليو 2019 لا يزال قيد التقييم. يوجد المزيد من الأقمار الصناعية المعطلة في المدار ومتاحة كقطع غيار. تعمل الأقمار الصناعية الإضافية على تحسين دقة حسابات مستقبل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من خلال توفير قياسات زائدة عن الحاجة. مع زيادة عدد الأقمار الصناعية، تم تغيير الكوكبة إلى ترتيب غير موحد. وقد ثبت أن مثل هذا الترتيب يحسن الدقة ولكنه يحسن أيضًا موثوقية وتوافر النظام، مقارنةً بالنظام الموحد، عندما تفشل أقمار صناعية متعددة. ^[92] مع الكوكبة الموسعة، عادةً ما تكون تسعة أقمار صناعية مرئية في أي وقت من أي نقطة على الأرض بأفق واضح، مما يضمن تكرارًا كبيرًا على الحد الأدنى من الأقمار الصناعية الأربعة اللازمة لموقع ما.

يتكون الجزء التحكمي (CS) من:

1. محطة التحكم الرئيسية (MCS)،
2. محطة التحكم الرئيسية البديلة،
3. أربعة هوائيات أرضية مخصصة، و
4. ست محطات مراقبة مخصصة.

يمكن لـ MCS أيضًا الوصول إلى هوائيات شبكة التحكم في الأقمار الصناعية (SCN) الأرضية (للحصول على قدرة إضافية على القيادة والتحكم) ومحطات مراقبة NGA ( وكالة الاستخبارات الجغرافية المكانية الوطنية ). يتم تتبع مسارات رحلات الأقمار الصناعية من خلال محطات مراقبة مخصصة لقوات الفضاء الأمريكية في هاواي وجزيرة كواجالين أتول وجزيرة أسينشين ودييجو جارسيا وكولورادو سبرينجز بولاية كولورادو وكيب كانافيرال بولاية فلوريدا، إلى جانب محطات مراقبة NGA المشتركة التي تعمل في إنجلترا والأرجنتين والإكوادور والبحرين وأستراليا وواشنطن العاصمة. ^[93] يتم إرسال معلومات التتبع إلى MCS في قاعدة شرايفر لقوات الفضاء على بعد 25 كم (16 ميلًا) شرق جنوب شرق كولورادو سبرينجز، والتي تديرها سرب العمليات الفضائية الثاني (2 SOPS) لقوات الفضاء الأمريكية. ثم يتصل 2 SOPS بكل قمر صناعي GPS بانتظام بتحديث ملاحي باستخدام هوائيات أرضية مخصصة أو مشتركة (AFSCN) (توجد هوائيات أرضية مخصصة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في كواجالين وجزيرة أسينشن ودييجو جارسيا وكيب كانافيرال ). تعمل هذه التحديثات على مزامنة الساعات الذرية على متن الأقمار الصناعية إلى غضون بضعة نانوثانية من بعضها البعض، وضبط التقويم الفلكي لنموذج المدار الداخلي لكل قمر صناعي. يتم إنشاء التحديثات بواسطة مرشح كالمان الذي يستخدم مدخلات من محطات المراقبة الأرضية ومعلومات الطقس الفضائي ومدخلات أخرى مختلفة. ^[94]

عند تعديل مدار القمر الصناعي، يتم وضع علامة على القمر الصناعي بأنه غير سليم ، وبالتالي لا يستخدمه المستقبلون. بعد المناورة، يتتبع المهندسون المدار الجديد من الأرض، ويحملون التقويم الجديد، ويضعون علامة على القمر الصناعي بأنه سليم مرة أخرى.

يعمل قطاع التحكم في التشغيل (OCS) حاليًا كقطاع تحكم مسجل. فهو يوفر القدرة التشغيلية التي تدعم مستخدمي نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وتحافظ على تشغيل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وأدائه ضمن المواصفات.

حل نظام OCS محل الحاسوب المركزي الذي يعود تاريخه إلى سبعينيات القرن العشرين في قاعدة شرايفر الجوية في سبتمبر 2007. وبعد التثبيت، ساعد النظام في تمكين الترقيات وتوفير الأساس لهندسة أمنية جديدة تدعم القوات المسلحة الأمريكية.

سيستمر نظام التحكم الأرضي OCS في التسجيل حتى يتم تطوير القطاع الجديد، نظام التحكم في تشغيل نظام تحديد المواقع العالمي من الجيل التالي ^[8] (OCX)، بشكل كامل وتشغيله. ادعت وزارة الدفاع الأمريكية أن القدرات الجديدة التي يوفرها OCX ستكون حجر الزاوية لتعزيز قدرات مهمة نظام تحديد المواقع العالمي، مما يمكن قوة الفضاء الأمريكية من تعزيز الخدمات التشغيلية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للقوات القتالية الأمريكية والشركاء المدنيين والمستخدمين المحليين والدوليين. ^{[95] [96]} سيعمل برنامج GPS OCX أيضًا على تقليل التكلفة والجدول الزمني والمخاطر الفنية. تم تصميمه لتوفير 50٪ ^[97] من وفورات تكلفة الاستدامة من خلال بنية برمجية فعالة ولوجستيات قائمة على الأداء. بالإضافة إلى ذلك، من المتوقع أن يكلف نظام GPS OCX ملايين الدولارات أقل من تكلفة ترقية نظام OCS مع توفير أربعة أضعاف القدرة.

يمثل برنامج GPS OCX جزءًا أساسيًا من تحديث GPS ويوفر تحسينات ضمان المعلومات مقارنة ببرنامج GPS OCS الحالي.

• سيكون لدى OCX القدرة على التحكم وإدارة أقمار GPS القديمة بالإضافة إلى الجيل القادم من أقمار GPS III، مع تمكين مجموعة كاملة من الإشارات العسكرية.
• تم تصميمه على أساس بنية مرنة يمكنها التكيف بسرعة مع الاحتياجات المتغيرة لمستخدمي نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، مما يسمح بالوصول الفوري إلى بيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وحالة الكوكبة من خلال معلومات آمنة ودقيقة وموثوقة.
• يزود المقاتل بمعلومات أكثر أمانًا وقابلية للتنفيذ وتنبؤًا لتعزيز الوعي الظرفي.
• يتيح إشارات حديثة جديدة (L1C وL2C وL5) ولديه القدرة على استخدام رمز M، وهو ما لا يستطيع النظام القديم القيام به.
• يوفر تحسينات كبيرة في ضمان المعلومات مقارنة بالبرنامج الحالي بما في ذلك اكتشاف الهجمات الإلكترونية ومنعها، مع عزل مثل هذه الهجمات واحتوائها والعمل أثناءها.
• يدعم قدرات وإمكانات التحكم في مستوى الصوت في الوقت الفعلي تقريبًا.

في 14 سبتمبر 2011، ^[98] أعلنت القوات الجوية الأمريكية عن اكتمال مراجعة التصميم الأولي لـ GPS OCX وأكدت أن برنامج OCX جاهز للمرحلة التالية من التطوير. لقد فشل برنامج GPS OCX في تحقيق معالم رئيسية ودفع إطلاقه إلى عام 2021، بعد 5 سنوات من الموعد النهائي الأصلي. وفقًا لمكتب المحاسبة الحكومي في عام 2019، بدا الموعد النهائي لعام 2021 غير مستقر. ^[99]

ظل المشروع متأخرًا في عام 2023، وكان (اعتبارًا من يونيو 2023) أعلى بنسبة 73٪ من ميزانيته المقدرة الأصلية. ^{[100] [101]} في أواخر عام 2023، صرح فرانك كالفيلي، مساعد وزير القوات الجوية لشؤون الاستحواذ والتكامل الفضائي، أن المشروع من المتوقع أن يبدأ العمل في وقت ما خلال صيف عام 2024. ^[102]

يتألف قطاع المستخدمين (الولايات المتحدة) من مئات الآلاف من مستخدمي خدمة تحديد المواقع الدقيقة الآمنة GPS من العسكريين الأميركيين والحلفاء، وعشرات الملايين من المستخدمين المدنيين والتجاريين والعلميين لخدمة تحديد المواقع القياسية. بشكل عام، تتكون أجهزة استقبال GPS من هوائي مضبوط على الترددات التي ترسلها الأقمار الصناعية، ومعالجات المستقبل، وساعة مستقرة للغاية (غالبًا ما تكون مذبذبًا بلوريًا ). وقد تتضمن أيضًا شاشة لتوفير معلومات الموقع والسرعة للمستخدم.

قد تتضمن أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مدخلاً للتصحيحات التفاضلية، باستخدام تنسيق RTCM SC-104. ويكون هذا عادةً في هيئة منفذ RS-232 بسرعة 4800 بت/ثانية. في الواقع، يتم إرسال البيانات بمعدل أقل بكثير، مما يحد من دقة الإشارة المرسلة باستخدام RTCM. ^{[ بحاجة لمصدر ]} يمكن لأجهزة الاستقبال ذات أجهزة استقبال DGPS الداخلية أن تتفوق على تلك التي تستخدم بيانات RTCM الخارجية. ^{[ بحاجة لمصدر ]} اعتبارًا من عام 2006 ^[update]، تتضمن حتى الوحدات منخفضة التكلفة عادةً أجهزة استقبال نظام توسيع المنطقة الواسعة (WAAS).

يمكن للعديد من أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) نقل بيانات الموقع إلى جهاز كمبيوتر أو جهاز آخر باستخدام بروتوكول NMEA 0183. وعلى الرغم من أن هذا البروتوكول محدد رسميًا من قبل الرابطة الوطنية للإلكترونيات البحرية (NMEA)، ^[103] فقد تم تجميع المراجع لهذا البروتوكول من السجلات العامة، مما يسمح لأدوات مفتوحة المصدر مثل gpsd بقراءة البروتوكول دون انتهاك قوانين الملكية الفكرية. ^{[ يحتاج إلى توضيح ]} توجد أيضًا بروتوكولات ملكية أخرى، مثل بروتوكولي SiRF و MTK . يمكن لأجهزة الاستقبال التفاعل مع أجهزة أخرى باستخدام طرق تشمل الاتصال التسلسلي أو USB أو Bluetooth .

This section needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources in this section. Unsourced material may be challenged and removed. (March 2015) (Learn how and when to remove this message)

رغم أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) كان في الأصل مشروعًا عسكريًا، فإنه يُعتبر تقنية مزدوجة الاستخدام ، مما يعني أن له تطبيقات مدنية مهمة أيضًا.

لقد أصبح نظام تحديد المواقع العالمي أداة مفيدة ومنتشرة على نطاق واسع في التجارة والاستخدامات العلمية والتتبع والمراقبة. كما يسهل نظام تحديد المواقع العالمي تحديد الوقت الدقيق للأنشطة اليومية مثل الخدمات المصرفية وعمليات الهاتف المحمول وحتى التحكم في شبكات الطاقة من خلال السماح بالتبديل المتزامن بشكل جيد. ^[81]

تستخدم العديد من التطبيقات المدنية واحدًا أو أكثر من مكونات نظام تحديد المواقع العالمي الأساسية الثلاثة: الموقع المطلق، والحركة النسبية، ونقل الوقت.

• راديو الهواة : مزامنة الساعة مطلوبة للعديد من الأوضاع الرقمية مثل FT8 وFT4 وJS8؛ تستخدم أيضًا مع APRS للإبلاغ عن الموقع؛ غالبًا ما تكون بالغة الأهمية أثناء دعم الاتصالات في حالات الطوارئ والكوارث.
• الغلاف الجوي : دراسة تأخيرات التروبوسفير (استعادة محتوى بخار الماء) وتأخيرات الأيونوسفير (استعادة عدد الإلكترونات الحرة). ^[104] استعادة إزاحات سطح الأرض بسبب تحميل الضغط الجوي. ^[105]
• علم الفلك : يتم استخدام كل من بيانات مزامنة الموقع والساعة في علم الفلك والميكانيكا السماوية وتحديد المدار بدقة. ^[106] كما يستخدم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في علم الفلك للهواة باستخدام التلسكوبات الصغيرة وكذلك بواسطة المراصد المهنية للعثور على الكواكب خارج المجموعة الشمسية .
• السيارة الآلية : تطبيق الموقع والطرق للسيارات والشاحنات للعمل دون سائق بشري.
• رسم الخرائط : يستخدم رسامو الخرائط المدنيون والعسكريون نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على نطاق واسع.
• الهاتف الخلوي : تمكّن مزامنة الساعة من نقل الوقت، وهو أمر بالغ الأهمية لمزامنة أكوادها المنتشرة مع محطات القاعدة الأخرى لتسهيل التسليم بين الخلايا ودعم اكتشاف موقع GPS/الخلوي الهجين لمكالمات الطوارئ المحمولة والتطبيقات الأخرى. تم إطلاق أول أجهزة محمولة مزودة بنظام GPS مدمج في أواخر التسعينيات. فرضت لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية (FCC) الميزة إما في الجهاز أو في الأبراج (للاستخدام في التثليث) في عام 2002 حتى تتمكن خدمات الطوارئ من تحديد موقع المتصلين برقم 911. حصل مطورو البرامج التابعون لجهات خارجية لاحقًا على إمكانية الوصول إلى واجهات برمجة تطبيقات GPS من Nextel عند الإطلاق، تلاها Sprint في عام 2006، ثم Verizon بعد ذلك بوقت قصير.
• مزامنة الساعة : دقة إشارات وقت نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) (±10 ns) ^[107] تأتي في المرتبة الثانية بعد الساعات الذرية التي تعتمد عليها، وتُستخدم في تطبيقات مثل المذبذبات المنضبطة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) .
• الإغاثة من الكوارث / خدمات الطوارئ : تعتمد العديد من خدمات الطوارئ على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لتحديد الموقع والتوقيت.
• أجهزة الراديوسوند وأجهزة الرادار المجهزة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) : قياس وحساب الضغط الجوي وسرعة الرياح واتجاهها حتى مسافة 27 كم (89000 قدم) من سطح الأرض.
• حجب الراديو لتطبيقات الطقس والعلوم الجوية. ^[108]
• تتبع الأسطول : يستخدم لتحديد موقع وصيانة تقارير الاتصال مع مركبة واحدة أو أكثر من مركبات الأسطول في الوقت الفعلي.
• الجيوديسيا : تحديد معلمات اتجاه الأرض بما في ذلك الحركة القطبية اليومية وشبه اليومية، ^[109] ومتغيرات طول اليوم، ^[110] مركز كتلة الأرض - حركة مركز الأرض، ^[111] ومعلمات مجال الجاذبية منخفضة الدرجة. ^[112]
• تحديد المواقع الجغرافية : تستخدم أنظمة تتبع المركبات وأنظمة تتبع الأشخاص وأنظمة تتبع الحيوانات الأليفة نظام تحديد المواقع العالمي لتحديد موقع الأجهزة المتصلة أو التي يحملها شخص أو مركبة أو حيوان أليف. يمكن للتطبيق توفير تتبع مستمر وإرسال إشعارات إذا غادر الهدف منطقة محددة (أو "مسورة"). ^[113]
• تحديد الموقع الجغرافي : تطبيق إحداثيات الموقع على الكائنات الرقمية مثل الصور الفوتوغرافية (في بيانات Exif ) والمستندات الأخرى لأغراض مثل إنشاء تراكبات الخرائط باستخدام أجهزة مثل Nikon GP-1 .
• تتبع الطائرات عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
• نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للتعدين: أدى استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من شركة RTK إلى تحسين العديد من عمليات التعدين بشكل كبير مثل الحفر، والجرف، وتتبع المركبات، والمسح. يوفر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من شركة RTK دقة تحديد المواقع على مستوى السنتيمتر. ^{[114] [115]}
• استخراج بيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS): من الممكن تجميع بيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من مستخدمين متعددين لفهم أنماط الحركة والمسارات المشتركة والمواقع المثيرة للاهتمام. ^[116] تُستخدم بيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) اليوم في هندسة النقل والكوارث للتنبؤ بالتنقل في المواقف العادية والإخلاء (على سبيل المثال، الأعاصير وحرائق الغابات والزلازل). ^{[117] [118] [119] [120]}
• جولات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) : يحدد الموقع المحتوى الذي سيتم عرضه؛ على سبيل المثال، معلومات حول نقطة اهتمام تقترب.
• الصحة العقلية : تتبع أداء الصحة العقلية والقدرة على التواصل الاجتماعي. ^[121]
• الملاحة : يقدر الملاحون القياسات الرقمية الدقيقة للسرعة والاتجاه، بالإضافة إلى المواضع الدقيقة في الوقت الفعلي مع دعم تصحيحات المدار والساعة. ^[122]
• تحديد مدار الأقمار الصناعية ذات المدارات المنخفضة والمُثبت عليها جهاز استقبال GPS، مثل GOCE ، ^{[123 ] و} GRACE ، و Jason-1 ، و Jason-2 ، و TerraSAR-X ، وTanDEM-X ، و CHAMP ، و Sentinel-3 ، ^[124] وبعض الأقمار الصناعية المكعبة، على سبيل المثال، CubETH .
• قياسات الطور : يتيح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ختم الوقت بدقة عالية لقياسات نظام الطاقة، مما يجعل من الممكن حساب الطور .
• الترفيه : على سبيل المثال، Geocaching ، و Geodashing ، ورسم GPS ، وعلامات الطريق ، وأنواع أخرى من الألعاب المحمولة القائمة على الموقع مثل Pokémon Go .
• الأطر المرجعية : تحقيق وتكثيف الأطر المرجعية الأرضية ^[125] في إطار نظام المراقبة الجيوديسية العالمي. التشارك في الموقع بين قياس المسافات بالليزر عبر الأقمار الصناعية ^[126] ورصد الموجات الدقيقة ^[127] لاستنتاج المعلمات الجيوديسية العالمية. ^{[128] [129]}
• الروبوتات : روبوتات ذاتية التوجيه ومستقلة تستخدم أجهزة استشعار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ^[130] والتي تحسب خطوط العرض والطول والوقت والسرعة والاتجاه.
• الرياضة : تستخدم في كرة القدم والرجبي للتحكم وتحليل الحمل التدريبي. ^[131]
• المسح : يستخدم المساحون المواقع المطلقة لرسم الخرائط وتحديد حدود الممتلكات.
• التكتونيات : يتيح نظام تحديد المواقع العالمي قياس حركة الصدع المباشرة للزلازل . بين الزلازل، يمكن استخدام نظام تحديد المواقع العالمي لقياس حركة القشرة الأرضية والتشوه ^[132] لتقدير تراكم الضغط الزلزالي لإنشاء خرائط المخاطر الزلزالية .
• الاتصالات عن بعد : تقنية نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المتكاملة مع أجهزة الكمبيوتر وتقنية الاتصالات المتنقلة في أنظمة الملاحة في السيارات .

تتحكم حكومة الولايات المتحدة في تصدير بعض أجهزة الاستقبال المدنية. جميع أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي القادرة على العمل فوق 60000 قدم (18 كم) فوق مستوى سطح البحر و1000 عقدة (500 متر/ثانية؛ 2000 كم/ساعة؛ 1000 ميل في الساعة)، أو المصممة أو المعدلة للاستخدام مع الصواريخ والطائرات بدون طيار، يتم تصنيفها على أنها ذخائر (أسلحة) - مما يعني أنها تتطلب تراخيص تصدير من وزارة الخارجية . ^[133] تنطبق هذه القاعدة حتى على الوحدات المدنية البحتة التي تتلقى فقط تردد L1 ورمز C/A (الخام/الاستحواذ).

إن تعطيل التشغيل فوق هذه الحدود يعفي المستقبل من التصنيف كذخيرة. وتختلف تفسيرات البائعين. تشير القاعدة إلى التشغيل عند كل من ارتفاع الهدف والسرعة، لكن بعض المستقبلات تتوقف عن العمل حتى عندما تكون ثابتة. وقد تسبب هذا في حدوث مشاكل مع بعض عمليات إطلاق البالونات اللاسلكية للهواة التي تصل بانتظام إلى ارتفاع 30 كيلومترًا (100000 قدم).

تنطبق هذه الحدود فقط على الوحدات أو المكونات التي يتم تصديرها من الولايات المتحدة. وتوجد تجارة متنامية في مختلف المكونات، بما في ذلك وحدات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من بلدان أخرى. ويتم بيع هذه الوحدات صراحةً على أنها خالية من لائحة تنظيم تجارة الأسلحة الدولية (ITAR) .

اعتبارًا من عام 2009، تتضمن تطبيقات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) العسكري ما يلي:

• الملاحة: يستخدم الجنود نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للعثور على الأهداف، حتى في الظلام أو في الأراضي غير المألوفة، وتنسيق حركة القوات والإمدادات. في القوات المسلحة للولايات المتحدة، يستخدم القادة المساعد الرقمي للقائد ، وتستخدم الرتب الأدنى المساعد الرقمي للجنود . ^[134]
• تنسيق ساعة الراديو ذات القفز الترددي: تتطلب أنظمة الراديو العسكرية التي تستخدم أوضاع القفز الترددي ، مثل SINCGARS و HAVEQUICK ، أن يكون لجميع أجهزة الراديو داخل الشبكة نفس إدخال الوقت إلى ساعاتها الداخلية (+/-4 ثوانٍ في حالة SINCGARS) لتكون على التردد الصحيح في وقت معين. يستخدم مشغلو الراديو داخل شبكة الراديو أجهزة استقبال GPS العسكرية، مثل جهاز استقبال GPS خفيف الوزن الدقيق (PLGR) وجهاز استقبال GPS المتقدم للدفاع (DAGR)، لإدخال وقت دقيق بشكل صحيح إلى الساعة الداخلية لأجهزة الراديو المذكورة. تحتوي أجهزة الراديو العسكرية الأكثر حداثة على أجهزة استقبال GPS داخلية تقوم بمزامنة الساعة الداخلية تلقائيًا.
• تتبع الهدف: تستخدم أنظمة الأسلحة العسكرية المختلفة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لتتبع الأهداف الأرضية والجوية المحتملة قبل تحديدها على أنها معادية. ^{[ بحاجة لمصدر ]} تمرر أنظمة الأسلحة هذه إحداثيات الهدف إلى الذخائر الموجهة بدقة للسماح لها بمهاجمة الأهداف بدقة. تستخدم الطائرات العسكرية، وخاصة في الأدوار الجوية-الأرضية ، نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للعثور على الأهداف.
• التوجيه الصاروخي والقذائفي: يسمح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بالتوجيه الدقيق للعديد من الأسلحة العسكرية بما في ذلك الصواريخ الباليستية العابرة للقارات والصواريخ المجنحة والذخائر الموجهة بدقة وقذائف المدفعية . تم تطوير أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المدمجة القادرة على تحمل تسارع يبلغ 12000 جم ^[135] أو حوالي 118 كم/ثانية ² (260000 ميل/ثانية) لاستخدامها في قذائف الهاوتزر عيار 155 ملم (6.1 بوصة) . ^[136]
• البحث والإنقاذ.
• الاستطلاع: يمكن إدارة حركة الدوريات عن كثب.
• تحمل أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مجموعة من أجهزة الكشف عن الانفجارات النووية تتكون من مستشعر بصري يسمى bhangmeter ، ومستشعر الأشعة السينية، ومقياس الجرعات، ومستشعر النبض الكهرومغناطيسي (W-sensor)، والتي تشكل جزءًا كبيرًا من نظام الكشف عن الانفجارات النووية في الولايات المتحدة . ^{[137] [138]} صرح الجنرال ويليام شيلتون أن الأقمار الصناعية المستقبلية قد تتخلى عن هذه الميزة لتوفير المال. ^[139]

استُخدم نظام الملاحة GPS لأول مرة في الحرب في حرب الخليج عام 1991 ، قبل أن يتم تطوير نظام GPS بالكامل في عام 1995، لمساعدة قوات التحالف في الملاحة وإجراء المناورات في الحرب. كما أظهرت الحرب أيضًا مدى ضعف نظام GPS في مواجهة التشويش ، عندما قامت القوات العراقية بتثبيت أجهزة تشويش على أهداف محتملة تنبعث منها ضوضاء لاسلكية، مما أدى إلى تعطيل استقبال إشارة نظام GPS الضعيفة. ^[140]

إن ضعف نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أمام التشويش يشكل تهديدًا مستمرًا في النمو مع نمو معدات التشويش والخبرة. ^{[141] [142]} وقد وردت تقارير عن تشويش إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) عدة مرات على مر السنين لأغراض عسكرية. ويبدو أن روسيا لديها عدة أهداف لهذا النهج، مثل ترهيب الجيران مع تقويض الثقة في اعتمادهم على الأنظمة الأمريكية، والترويج لبديل نظام GLONASS، وتعطيل التدريبات العسكرية الغربية، وحماية الأصول من الطائرات بدون طيار. ^[143] تستخدم الصين التشويش لتثبيط طائرات المراقبة الأمريكية بالقرب من جزر سبراتلي المتنازع عليها . ^{[144] شنت} كوريا الشمالية العديد من عمليات التشويش الكبرى بالقرب من حدودها مع كوريا الجنوبية وفي الخارج، مما أدى إلى تعطيل الرحلات الجوية وعمليات الشحن والصيد. ^[145] عطلت القوات المسلحة الإيرانية نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لطائرة الركاب المدنية الرحلة PS752 عندما أسقطت الطائرة. ^{[146] [147]}

في الحرب الروسية الأوكرانية ، شهدت الذخائر الموجهة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التي قدمتها دول حلف شمال الأطلسي لأوكرانيا معدلات فشل كبيرة نتيجة للحرب الإلكترونية الروسية. انخفض معدل كفاءة قذائف المدفعية إكسكاليبر في إصابة الأهداف من 70% إلى 6% مع قيام روسيا بتكييف أنشطتها في الحرب الإلكترونية. ^[148]

في حين تستمد معظم الساعات وقتها من التوقيت العالمي المنسق (UTC)، فإن الساعات الذرية على الأقمار الصناعية مضبوطة على وقت نظام تحديد المواقع العالمي (GPS ). والفرق هو أن وقت نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) غير مصحح لمطابقة دوران الأرض، وبالتالي فهو لا يحتوي على ثوانٍ كبيسة جديدة أو تصحيحات أخرى تُضاف بشكل دوري إلى UTC. تم ضبط وقت نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ليتوافق مع UTC في عام 1980، لكنه انحرف منذ ذلك الحين. ويعني عدم وجود تصحيحات أن وقت نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يظل عند إزاحة ثابتة مع التوقيت الذري الدولي (TAI) (TAI – GPS = 19 ثانية). يتم إجراء تصحيحات دورية على الساعات الموجودة على متن المركبة لإبقائها متزامنة مع الساعات الأرضية. ^{[79] : القسم 1.2.2}

تتضمن رسالة الملاحة GPS الفرق بين وقت GPS وتوقيت UTC. اعتبارًا من يناير 2017، ^[update]يتقدم وقت GPS على UTC بمقدار 18 ثانية بسبب الثانية الكبيسة المضافة إلى UTC في 31 ديسمبر 2016. ^[149] يطرح المستقبلون هذا الإزاحة من وقت GPS لحساب UTC وقيم المنطقة الزمنية المحددة. قد لا تعرض وحدات GPS الجديدة وقت UTC الصحيح حتى بعد تلقي رسالة إزاحة UTC. يمكن لحقل إزاحة GPS-UTC استيعاب 255 ثانية كبيسة (ثمانية بتات).

من الناحية النظرية، يكون وقت نظام تحديد المواقع العالمي دقيقًا إلى حوالي 14 نانوثانية، وذلك بسبب انحراف الساعة بالنسبة للتوقيت الذري الدولي الذي تتعرض له الساعات الذرية في أجهزة إرسال نظام تحديد المواقع العالمي. ^[150] تفقد معظم أجهزة الاستقبال بعض الدقة في تفسيرها للإشارات ولا تكون دقيقة إلا إلى حوالي 100 نانوثانية. ^{[151] [152]}

ينفذ نظام تحديد المواقع العالمي تصحيحين رئيسيين لإشارات الوقت الخاصة به من أجل التأثيرات النسبية: أحدهما للسرعة النسبية للقمر الصناعي والمستقبل، باستخدام نظرية النسبية الخاصة، والآخر للفرق في الجهد الجاذبي بين القمر الصناعي والمستقبل، باستخدام النسبية العامة. يمكن أيضًا حساب تسارع القمر الصناعي بشكل مستقل كتصحيح، اعتمادًا على الغرض، ولكن عادةً ما يتم التعامل مع التأثير بالفعل في التصحيحين الأولين. ^{[153] [154]}

على عكس تنسيق السنة والشهر واليوم في التقويم الغريغوري ، يتم التعبير عن تاريخ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) كرقم أسبوع ورقم ثوانٍ في الأسبوع. يتم إرسال رقم الأسبوع كحقل مكون من عشرة بتات في رسائل الملاحة C/A وP(Y)، وبالتالي يصبح صفرًا مرة أخرى كل 1024 أسبوعًا (19.6 عامًا). بدأ أسبوع صفر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الساعة 00:00:00 بالتوقيت العالمي المنسق (00:00:19 بالتوقيت التركي) في 6 يناير 1980، وأصبح رقم الأسبوع صفرًا مرة أخرى لأول مرة في الساعة 23:59:47 بالتوقيت العالمي المنسق في 21 أغسطس 1999 (00:00:19 بالتوقيت التركي في 22 أغسطس 1999). حدث ذلك للمرة الثانية في الساعة 23:59:42 بالتوقيت العالمي المنسق في 6 أبريل 2019. لتحديد التاريخ الميلادي الحالي، يجب تزويد جهاز استقبال GPS بالتاريخ التقريبي (في غضون 3584 يومًا) لترجمة إشارة تاريخ GPS بشكل صحيح. لمعالجة هذه المشكلة في المستقبل، ستستخدم رسالة الملاحة المدنية GPS الحديثة (CNAV) حقلًا مكونًا من 13 بتًا يتكرر فقط كل 8192 أسبوعًا (157 عامًا)، وبالتالي يستمر حتى عام 2137 (157 عامًا بعد أسبوع GPS صفر).

تشفر الإشارات الملاحية التي تنقلها أقمار GPS الصناعية مجموعة متنوعة من المعلومات بما في ذلك مواقع الأقمار الصناعية وحالة الساعات الداخلية وصحة الشبكة. يتم إرسال هذه الإشارات على ترددين حاملين منفصلين مشتركين بين جميع الأقمار الصناعية في الشبكة. يتم استخدام ترميزين مختلفين: ترميز عام يتيح الملاحة بدقة أقل، وترميز مشفر يستخدمه الجيش الأمريكي. ^[155]

تنسيق رسالة GPS

إطارات فرعية	وصف
1	ساعة القمر الصناعي، علاقة الوقت بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
2-3	التقويم الفلكي (مدار القمر الصناعي الدقيق)
4-5	مكون التقويم (ملخص شبكة الأقمار الصناعية، تصحيح الأخطاء)

يبث كل قمر صناعي لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) رسالة ملاحية بشكل مستمر على الترددات L1 (C/A وP/Y) وL2 (P/Y) بمعدل 50 بت في الثانية (انظر معدل البت ). تستغرق كل رسالة كاملة 750 ثانية ( 12 ثانية ).+تستغرق عملية إرسال الرسالة 1 ⁄ 2 دقيقة. وتتكون بنية الرسالة من تنسيق أساسي لإطار طوله 1500 بت يتكون من خمسة إطارات فرعية، يبلغ طول كل إطار فرعي 300 بت (6 ثوانٍ). ويتم تبديل الإطارين الفرعيين 4 و5 25 مرة لكل منهما، بحيث تتطلب رسالة البيانات الكاملة إرسال 25 إطارًا كاملاً. ويتكون كل إطار فرعي من عشر كلمات، يبلغ طول كل منها 30 بت. وبالتالي، مع ضرب 300 بت في إطار فرعي في 5 إطارات فرعية في إطار في 25 إطارًا في رسالة، يبلغ طول كل رسالة 37500 بت. وبمعدل إرسال 50 بت/ثانية، فإن هذا يعطي 750 ثانية لإرسال رسالة تقويم كاملة (GPS) . ويبدأ كل إطار مدته 30 ثانية بالضبط في الدقيقة أو نصف الدقيقة كما هو موضح بواسطة الساعة الذرية على كل قمر صناعي. ^[156]

الإطار الفرعي الأول لكل إطار يشفر رقم الأسبوع والوقت داخل الأسبوع، ^[157] بالإضافة إلى البيانات حول صحة القمر الصناعي. يحتوي الإطاران الفرعيان الثاني والثالث على التقويم الفلكي - المدار الدقيق للقمر الصناعي. يحتوي الإطاران الفرعيان الرابع والخامس على التقويم ، والذي يحتوي على معلومات المدار والحالة الخشنة لما يصل إلى 32 قمرًا صناعيًا في الكوكبة بالإضافة إلى البيانات المتعلقة بتصحيح الأخطاء. وبالتالي، للحصول على موقع قمر صناعي دقيق من هذه الرسالة المرسلة، يجب على المستقبل فك تشفير الرسالة من كل قمر صناعي يتضمنه في حله لمدة تتراوح من 18 إلى 30 ثانية. لجمع جميع التقويمات المرسلة، يجب على المستقبل فك تشفير الرسالة لمدة تتراوح من 732 إلى 750 ثانية أو 12 ثانية.+1 ⁄ 2 دقيقة. ^[158]

تبث جميع الأقمار الصناعية على نفس الترددات، وتشفر الإشارات باستخدام نظام الوصول المتعدد بتقسيم الشفرة الفريد (CDMA) حتى تتمكن أجهزة الاستقبال من التمييز بين الأقمار الصناعية الفردية. يستخدم النظام نوعين مختلفين من ترميز CDMA: الكود الخشن/الاستحواذي (C/A)، والذي يمكن الوصول إليه من قبل عامة الناس، والرمز الدقيق (P(Y))، والذي يتم تشفيره بحيث لا يمكن الوصول إليه إلا من قبل الجيش الأمريكي ودول الناتو الأخرى التي تم منحها حق الوصول إلى رمز التشفير. ^[159]

يتم تحديث التقويم كل ساعتين ويكون مستقرًا بدرجة كافية لمدة 4 ساعات، مع توفير التحديثات كل 6 ساعات أو أكثر في الظروف غير الاسمية. يتم تحديث التقويم عادة كل 24 ساعة. بالإضافة إلى ذلك، يتم تحميل البيانات لبضعة أسابيع بعد ذلك في حالة تحديثات الإرسال التي تؤخر تحميل البيانات. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

نظرة عامة على تردد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ^{[160] : 607}

فرقة	تكرار	وصف
ل1	1575.42 ميجا هرتز	رموز الاستحواذ الخشن (C/A) والدقة المشفرة (P(Y))، بالإضافة إلى رموز L1 المدنية ( L1C ) والعسكرية (M) على الأقمار الصناعية Block III والأحدث.
ل2	1227.60 ميجا هرتز	كود P(Y)، بالإضافة إلى كودات L2C والعسكرية على Block IIR-M والأقمار الصناعية الأحدث.
ل3	1381.05 ميجا هرتز	يستخدم للكشف عن التفجيرات النووية (NUDET).
ل4	1379.913 ميجا هرتز	جاري دراستها لإجراء تصحيح إضافي للغلاف الأيوني.
ل5	1176.45 ميجا هرتز	يتم استخدامه كإشارة سلامة حياة مدنية (SoL) على Block IIF والأقمار الصناعية الأحدث.

تبث جميع الأقمار الصناعية على نفس الترددين، 1.57542 جيجاهرتز (إشارة L1) و1.2276 جيجاهرتز (إشارة L2). تستخدم شبكة الأقمار الصناعية تقنية انتشار الطيف CDMA ^{[160] : 607} حيث يتم ترميز بيانات الرسائل ذات معدل البت المنخفض بتسلسل شبه عشوائي (PRN) عالي المعدل يختلف لكل قمر صناعي. يجب أن يكون المستقبل على دراية برموز PRN لكل قمر صناعي لإعادة بناء بيانات الرسالة الفعلية. ينقل رمز C / A، للاستخدام المدني، البيانات بسرعة 1.023 مليون شريحة في الثانية، بينما ينقل رمز P، للاستخدام العسكري الأمريكي، بسرعة 10.23 مليون شريحة في الثانية. المرجع الداخلي الفعلي للأقمار الصناعية هو 10.22999999543 ميجا هرتز للتعويض عن التأثيرات النسبية ^{[161] [162]} التي تجعل المراقبين على الأرض يدركون مرجعًا زمنيًا مختلفًا فيما يتعلق بالمرسلات في المدار. يتم تعديل الناقل L1 بواسطة كل من الكودين C/A وP، بينما يتم تعديل الناقل L2 بواسطة الكود P فقط. ^[88] يمكن تشفير الكود P على أنه ما يسمى بالرمز P(Y) والذي يتوفر فقط للمعدات العسكرية التي تحتوي على مفتاح فك تشفير مناسب. ينقل كل من الكودين C/A وP(Y) الوقت الدقيق من اليوم للمستخدم.

تُستخدم إشارة L3 بتردد 1.38105 جيجاهرتز لنقل البيانات من الأقمار الصناعية إلى المحطات الأرضية. تُستخدم هذه البيانات بواسطة نظام الكشف عن التفجيرات النووية في الولايات المتحدة (NUDET) (USNDS) للكشف عن التفجيرات النووية (NUDETs) وتحديد موقعها والإبلاغ عنها في الغلاف الجوي للأرض وفي الفضاء القريب. ^[163] أحد الاستخدامات هو إنفاذ معاهدات حظر التجارب النووية.

يتم دراسة النطاق L4 عند 1.379913 جيجاهرتز لإجراء تصحيح أيوني إضافي. ^{[160] : 607}

تمت إضافة نطاق التردد L5 عند 1.17645 جيجاهرتز في عملية تحديث نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) . يقع هذا التردد ضمن نطاق محمي دوليًا للملاحة الجوية، مما يعد بتداخل ضئيل أو معدوم في جميع الظروف. تم إطلاق أول قمر صناعي من فئة Block IIF يوفر هذه الإشارة في مايو 2010. ^[164] في 5 فبراير 2016، تم إطلاق القمر الصناعي الثاني عشر والأخير من فئة Block IIF. ^[165] يتكون L5 من مكونين حاملين في تربيع طور مع بعضهما البعض. يتم تعديل كل مكون حامل بمفتاح تحويل ثنائي الطور (BPSK) بواسطة سلسلة بت منفصلة. "L5، إشارة GPS المدنية الثالثة، ستدعم في النهاية تطبيقات سلامة الحياة للطيران وتوفر توفرًا ودقة أفضل." ^[166]

This section needs to be updated. Please help update this article to reflect recent events or newly available information. (May 2021)

في عام 2011، مُنحت شركة LightSquared إعفاءً مشروطًا لتشغيل خدمة النطاق العريض الأرضي بالقرب من نطاق L1. وعلى الرغم من أن شركة LightSquared تقدمت بطلب للحصول على ترخيص للعمل في النطاق 1525 إلى 1559 في وقت مبكر من عام 2003 وتم طرحه للتعليق العام، فقد طلبت لجنة الاتصالات الفيدرالية من شركة LightSquared تشكيل مجموعة دراسة مع مجتمع GPS لاختبار أجهزة استقبال GPS وتحديد المشكلات التي قد تنشأ بسبب قوة الإشارة الأكبر من شبكة LightSquared الأرضية. لم يعترض مجتمع GPS على طلبات LightSquared (MSV وSkyTerra سابقًا) حتى نوفمبر 2010، عندما تقدمت شركة LightSquared بطلب لتعديل ترخيص المكون الأرضي المساعد (ATC). كان هذا الملف (SAT-MOD-20101118-00239) بمثابة طلب لتشغيل عدة أوامر من حيث الحجم من الطاقة في نفس نطاق التردد لمحطات القاعدة الأرضية، وإعادة استخدام ما كان من المفترض أن يكون "حيًا هادئًا" للإشارات من الفضاء كمعادل لشبكة خلوية. وقد أظهرت الاختبارات التي أجريت في النصف الأول من عام 2011 أن التأثيرات الناجمة عن 10 ميجا هرتز السفلي من الطيف ضئيلة بالنسبة لأجهزة GPS (أقل من 1٪ من إجمالي أجهزة GPS تتأثر). قد يكون للـ 10 ميجا هرتز العلوية المخصصة للاستخدام من قبل LightSquared بعض التأثير على أجهزة GPS. هناك بعض المخاوف من أن هذا قد يؤدي إلى تدهور إشارة GPS بشكل خطير للعديد من الاستخدامات الاستهلاكية. ^{[167] [168] ذكرت مجلة} Aviation Week أن أحدث اختبار (يونيو 2011) يؤكد "تشويشًا كبيرًا" لنظام GPS بواسطة نظام LightSquared. ^[169]

نظرًا لأن جميع إشارات الأقمار الصناعية يتم تعديلها على نفس تردد الناقل L1، فيجب فصل الإشارات بعد فك التعديل. يتم ذلك عن طريق تعيين تسلسل ثنائي فريد لكل قمر صناعي يُعرف باسم الكود الذهبي . يتم فك تشفير الإشارات بعد فك التعديل باستخدام إضافة أكواد الذهب المقابلة للأقمار الصناعية التي يراقبها جهاز الاستقبال. ^{[170] [171]}

إذا تم الحصول على معلومات التقويم مسبقًا، يختار المستقبل الأقمار الصناعية للاستماع إليها من خلال أرقام PRN الخاصة بها، وهي أرقام فريدة في النطاق من 1 إلى 32. إذا لم تكن معلومات التقويم في الذاكرة، يدخل المستقبل في وضع البحث حتى يتم الحصول على قفل على أحد الأقمار الصناعية. للحصول على قفل، من الضروري أن يكون هناك خط رؤية غير معوق من المستقبل إلى القمر الصناعي. يمكن للمستقبل بعد ذلك الحصول على التقويم وتحديد الأقمار الصناعية التي يجب الاستماع إليها. عندما يكتشف إشارة كل قمر صناعي، فإنه يحددها من خلال نمط رمز C/A المميز الخاص به. يمكن أن يكون هناك تأخير يصل إلى 30 ثانية قبل التقدير الأول للموقع بسبب الحاجة إلى قراءة بيانات التقويم.

تتيح معالجة رسالة الملاحة تحديد وقت الإرسال وموقع القمر الصناعي في هذا الوقت. لمزيد من المعلومات، راجع فك التشفير وفك التشفير، المستوى المتقدم .

يستخدم المستقبل الرسائل المستلمة من الأقمار الصناعية لتحديد مواقع الأقمار الصناعية ووقت الإرسال. يتم تحديد مكونات x و y و z لموقع القمر الصناعي والوقت المرسل ( s ) على أنها [ x _i , y _i , z _i , s _i ] حيث يشير الرمز السفلي i إلى القمر الصناعي وله القيمة 1, 2, ..., n ، حيث n  ≥ 4. عندما يكون وقت استقبال الرسالة الذي تشير إليه ساعة المستقبل الموجودة على متن الطائرة هو ، فإن وقت الاستقبال الحقيقي هو ، حيث b هو تحيز ساعة المستقبل من ساعات GPS الأكثر دقة التي تستخدمها الأقمار الصناعية. تحيز ساعة المستقبل هو نفسه لجميع إشارات الأقمار الصناعية المستلمة (على افتراض أن ساعات الأقمار الصناعية متزامنة تمامًا). وقت عبور الرسالة هو ، حيث s _i هو وقت القمر الصناعي. وبافتراض أن الرسالة انتقلت بسرعة الضوء ، c ، فإن المسافة المقطوعة هي . ${\displaystyle {\tilde {t}}_{i}}$${\displaystyle t_{i}={\tilde {t}}_{i}-b}$${\displaystyle {\tilde {t}}_{i}-b-s_{i}}$${\displaystyle \left({\tilde {t}}_{i}-b-s_{i}\right)c}$

بالنسبة للأقمار الصناعية n، المعادلات التي يجب تلبيتها هي:

${\displaystyle d_{i}=\left({\tilde {t}}_{i}-b-s_{i}\right)c,\;i=1,2,\dots ,n}$

حيث d _i هي المسافة الهندسية أو النطاق بين جهاز الاستقبال والقمر الصناعي i (القيم بدون فهرس هي مكونات x وy و z لموضع جهاز الاستقبال):

${\displaystyle d_{i}={\sqrt {(x-x_{i})^{2}+(y-y_{i})^{2}+(z-z_{i})^{2}}}}$

عند تعريف النطاقات الزائفة على أنها ، نرى أنها إصدارات متحيزة من النطاق الحقيقي: ${\displaystyle p_{i}=\left({\tilde {t}}_{i}-s_{i}\right)c}$

${\displaystyle p_{i}=d_{i}+bc,\;i=1,2,...,n}$. ^{[172] [173]}

نظرًا لأن المعادلات تحتوي على أربعة مجهولات [ x، y، z، b ] - المكونات الثلاثة لموضع مستقبل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وانحياز الساعة - فإن الإشارات من أربعة أقمار صناعية على الأقل ضرورية لمحاولة حل هذه المعادلات. يمكن حلها بالطرق الجبرية أو العددية. يناقش آبل وتشافي وجود حلول نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وتميزها. ^[75] عندما يكون n أكبر من أربعة، يكون هذا النظام مفرط التحديد ويجب استخدام طريقة ملائمة .

تختلف كمية الخطأ في النتائج باختلاف مواقع الأقمار الصناعية المستقبلة في السماء، حيث تتسبب تكوينات معينة (عندما تكون الأقمار الصناعية المستقبلة قريبة من بعضها البعض في السماء) في حدوث أخطاء أكبر. تحسب أجهزة الاستقبال عادةً تقديرًا تشغيليًا للخطأ في الموضع المحسوب. يتم ذلك عن طريق ضرب الدقة الأساسية لجهاز الاستقبال بكميات تسمى عوامل التخفيف الهندسي للموضع (GDOP)، المحسوبة من اتجاهات السماء النسبية للأقمار الصناعية المستخدمة. ^[174] يتم التعبير عن موقع جهاز الاستقبال في نظام إحداثيات محدد، مثل خط العرض وخط الطول باستخدام بيانات جيوديسية WGS 84 أو نظام خاص بالبلد. ^[175]

يمكن حل معادلات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بالطرق العددية والتحليلية. ويمكن للتفسيرات الهندسية أن تعزز فهم طرق الحل هذه.

تحتوي النطاقات المقاسة، والتي تسمى النطاقات الزائفة، على أخطاء في الساعة. في المثالية المبسطة التي يتم فيها مزامنة النطاقات، تمثل هذه النطاقات الحقيقية أقطار الكرات، كل منها مركزها أحد الأقمار الصناعية المرسلة. يكون الحل لموضع المستقبل عند تقاطع أسطح هذه الكرات؛ انظر التثليث (بشكل عام، تعدد النطاقات الحقيقية). هناك حاجة إلى إشارات من ثلاثة أقمار صناعية على الأقل، وعادة ما تتقاطع كراتها الثلاث عند نقطتين. ^[176] إحدى النقطتين هي موقع المستقبل، والأخرى تتحرك بسرعة في القياسات المتتالية ولن تكون عادةً على سطح الأرض.

في الممارسة العملية، هناك العديد من مصادر عدم الدقة إلى جانب تحيز الساعة، بما في ذلك الأخطاء العشوائية وكذلك احتمال فقدان الدقة من طرح أرقام قريبة من بعضها البعض إذا كانت مراكز الكرات قريبة نسبيًا من بعضها البعض. وهذا يعني أن الموضع المحسوب من ثلاثة أقمار صناعية فقط من غير المرجح أن يكون دقيقًا بدرجة كافية. يمكن أن تساعد البيانات من المزيد من الأقمار الصناعية بسبب ميل الأخطاء العشوائية إلى الإلغاء وأيضًا من خلال إعطاء انتشار أكبر بين مراكز الكرات. ولكن في الوقت نفسه، لن تتقاطع المزيد من الكرات بشكل عام في نقطة واحدة. لذلك، يتم حساب التقاطع القريب، عادةً من خلال المربعات الصغرى. كلما زاد عدد الإشارات المتاحة، كلما كان التقريب أفضل.

إذا تم طرح شبه المدى بين المستقبل والقمر الصناعي i وشبه المدى بين المستقبل والقمر الصناعي j ، p _i − p _j ، فإن تحيز ساعة المستقبل المشترك ( b ) يلغي بعضه، مما ينتج عنه فرق في المسافات d _i − d _j . إن موضع النقاط التي لها فرق ثابت في المسافة إلى نقطتين (هنا، قمران صناعيان) هو قطع زائد على مستوى وقطع زائد ذو دوران (بشكل أكثر تحديدًا، قطع زائد ذو صفحتين ) في الفضاء ثلاثي الأبعاد (انظر التعددية ). وبالتالي، من خلال أربعة قياسات شبه مدى، يمكن وضع المستقبل عند تقاطع أسطح ثلاثة قطع زائد كل منها بؤر عند زوج من الأقمار الصناعية. مع الأقمار الصناعية الإضافية، لا تكون التقاطعات المتعددة فريدة بالضرورة، ويتم البحث عن الحل الأفضل بدلاً من ذلك. ^{[75] [76] [177] [178] [179] [180]}

يمكن تفسير موضع المستقبل على أنه مركز كرة محصورة (كرة داخلية) بنصف قطر bc ، يتم تحديده من خلال تحيز ساعة المستقبل b (المقياس بسرعة الضوء c ). يكون موقع الكرة الداخلية بحيث يلامس كرات أخرى. تتركز الكرات المحيطة عند أقمار GPS الصناعية، التي يساوي نصف قطرها النطاقات الزائفة المقاسة p _i . يختلف هذا التكوين عن التكوين الموصوف أعلاه، حيث كانت أقطار الكرات هي النطاقات غير المتحيزة أو الهندسية d _i . ^{[179] : 36–37  [181]}

الساعة في جهاز الاستقبال عادة لا تكون بنفس جودة الساعة الموجودة في الأقمار الصناعية ولن تتم مزامنتها بدقة معها. وهذا ينتج نطاقات زائفة ذات اختلافات كبيرة مقارنة بالمسافات الحقيقية للأقمار الصناعية. لذلك، في الممارسة العملية، يتم تعريف الفارق الزمني بين ساعة جهاز الاستقبال ووقت القمر الصناعي على أنه تحيز ساعة غير معروف b . ثم يتم حل المعادلات في وقت واحد لموضع جهاز الاستقبال وتحيز الساعة. يمكن رؤية مساحة الحل [ x, y, z, b ] كزمكان رباعي الأبعاد ، وتكون الإشارات من أربعة أقمار صناعية على الأقل مطلوبة. في هذه الحالة، تصف كل معادلة مخروطًا فائقًا (أو مخروطًا كرويًا)، ^[182] مع وجود القمة عند القمر الصناعي، والقاعدة عبارة عن كرة حول القمر الصناعي. يكون جهاز الاستقبال عند تقاطع أربعة أو أكثر من هذه المخاريط الفائقة.

عندما يتوفر أكثر من أربعة أقمار صناعية، يمكن للحساب استخدام أفضل أربعة، أو أكثر من أربعة في وقت واحد (حتى جميع الأقمار الصناعية المرئية)، اعتمادًا على عدد قنوات المستقبل، وقدرة المعالجة، والتخفيف الهندسي للدقة (GDOP).

إن استخدام أكثر من أربعة يتضمن نظامًا مفرط التحديد من المعادلات بدون حل فريد؛ ويمكن حل مثل هذا النظام باستخدام طريقة المربعات الصغرى أو طريقة المربعات الصغرى المرجحة. ^[172]

${\displaystyle \left({\hat {x}},{\hat {y}},{\hat {z}},{\hat {b}}\right)={\underset {\left(x,y,z,b\right)}{\arg \min }}\sum _{i}\left({\sqrt {(x-x_{i})^{2}+(y-y_{i})^{2}+(z-z_{i})^{2}}}+bc-p_{i}\right)^{2}}$

إن المعادلات الخاصة بأربعة أقمار صناعية، أو معادلات المربعات الصغرى لأكثر من أربعة أقمار صناعية، غير خطية وتحتاج إلى طرق حل خاصة. والنهج الشائع هو التكرار على شكل خطي للمعادلات، مثل خوارزمية جاوس-نيوتن .

تم تطوير نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في البداية بافتراض استخدام طريقة حل المربعات الصغرى العددية - أي قبل العثور على حلول ذات شكل مغلق.

تم تطوير حل مغلق الشكل لمجموعة المعادلات أعلاه بواسطة S. Bancroft. ^{[173] [183]} ​​خصائصه معروفة جيدًا؛ ^{[75] [76] [184]} على وجه الخصوص، يدعي المؤيدون أنه متفوق في مواقف GDOP المنخفضة ، مقارنة بطرق المربعات الصغرى التكرارية. ^[183]

طريقة بانكروفت جبرية، على عكس الطريقة العددية، ويمكن استخدامها لأربعة أقمار صناعية أو أكثر. عند استخدام أربعة أقمار صناعية، تكون الخطوات الأساسية هي عكس مصفوفة 4x4 وحل معادلة تربيعية ذات متغير واحد. توفر طريقة بانكروفت حلاً أو حلين للكميات المجهولة. عندما يكون هناك حلان (عادةً ما تكون هذه هي الحالة)، يكون أحد الحلين فقط هو الحل الحسي القريب من الأرض. ^[173]

عندما يستخدم جهاز الاستقبال أكثر من أربعة أقمار صناعية لإيجاد حل، يستخدم بانكروفت العكس المعمم (أي العكس الزائف) لإيجاد حل. وقد تم طرح قضية مفادها أن الأساليب التكرارية، مثل نهج خوارزمية جاوس-نيوتن لحل مشكلات المربعات الصغرى غير الخطية المفرطة التحديد ، توفر عمومًا حلولاً أكثر دقة. ^[185]

يذكر ليك وآخرون (2015) أن "حل بانكروفت (1985) هو حل مبكر جدًا، إن لم يكن الأول، مغلق الشكل." ^[186] وقد نُشرت حلول أخرى مغلقة الشكل بعد ذلك، ^{[187] [188]} على الرغم من أن تبنيها في الممارسة العملية غير واضح.

يفحص تحليل أخطاء نظام تحديد المواقع العالمي مصادر الخطأ في نتائج نظام تحديد المواقع العالمي والحجم المتوقع لتلك الأخطاء. يقوم نظام تحديد المواقع العالمي بإجراء تصحيحات لأخطاء ساعة المستقبل والتأثيرات الأخرى، ولكن بعض الأخطاء المتبقية تظل دون تصحيح. تشمل مصادر الخطأ قياسات وقت وصول الإشارة، والحسابات العددية، والتأثيرات الجوية (تأخيرات الأيونوسفير/التروبوسفير)، وبيانات التقويم والساعة، وإشارات المسارات المتعددة، والتداخل الطبيعي والاصطناعي. يعتمد حجم الأخطاء المتبقية من هذه المصادر على التخفيف الهندسي للدقة. قد تنتج الأخطاء الاصطناعية عن أجهزة التشويش وتهدد السفن والطائرات ^[189] أو من التدهور المتعمد للإشارة من خلال التوافر الانتقائي، والذي حد من الدقة إلى ≈ 6-12 مترًا (20-40 قدمًا)، ولكن تم إيقاف تشغيله منذ 1 مايو 2000. ^{[190] [191]}

في الولايات المتحدة، تخضع أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للتنظيم بموجب قواعد الجزء 15 من لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) . وكما هو موضح في أدلة الأجهزة التي تدعم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) المباعة في الولايات المتحدة، باعتبارها جهازًا من الجزء 15، "يجب أن تقبل أي تداخل يتم استقباله، بما في ذلك التداخل الذي قد يتسبب في تشغيل غير مرغوب فيه". ^[192] وفيما يتعلق بأجهزة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على وجه الخصوص، تنص لجنة الاتصالات الفيدرالية على أن مصنعي أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) "يجب أن يستخدموا أجهزة استقبال تميز بشكل معقول ضد استقبال الإشارات خارج الطيف المخصص لها". ^[193] على مدار الثلاثين عامًا الماضية، كانت أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تعمل بجوار نطاق خدمة الأقمار الصناعية المتنقلة، وتميز ضد استقبال خدمات الأقمار الصناعية المتنقلة، مثل Inmarsat، دون أي مشكلة.

الطيف المخصص لاستخدام GPS L1 من قبل لجنة الاتصالات الفيدرالية هو 1559 إلى 1610 ميجا هرتز، في حين أن الطيف المخصص للاستخدام من القمر الصناعي إلى الأرض المملوك لشركة Lightsquared هو نطاق خدمة الأقمار الصناعية المتنقلة. ^[194] منذ عام 1996، سمحت لجنة الاتصالات الفيدرالية بالاستخدام المرخص للطيف المجاور لنطاق GPS من 1525 إلى 1559 ميجا هرتز لشركة LightSquared في فرجينيا . في 1 مارس 2001، تلقت لجنة الاتصالات الفيدرالية طلبًا من سلف LightSquared، Motient Services، لاستخدام تردداتها المخصصة لخدمة الأقمار الصناعية الأرضية المتكاملة. ^[195] في عام 2002، توصل مجلس صناعة GPS الأمريكي إلى اتفاقية انبعاثات خارج النطاق (OOBE) مع LightSquared لمنع عمليات الإرسال من محطات LightSquared الأرضية من بث عمليات إرسال إلى نطاق GPS المجاور من 1559 إلى 1610 ميجا هرتز. ^[196] في عام 2004، اعتمدت لجنة الاتصالات الفيدرالية اتفاقية OOBE في تفويضها لشركة LightSquared بنشر شبكة أرضية مساعدة لنظام الأقمار الصناعية الخاص بها - والمعروفة باسم مكونات البرج المساعد (ATCs) - "سنقوم بتفويض MSS ATC بشرط أن يظل المكون الأرضي المضاف مساعدًا للعرض الرئيسي MSS. لا ننوي، ولن نسمح، للمكون الأرضي أن يصبح خدمة قائمة بذاتها." ^[197] تمت مراجعة هذا التفويض والموافقة عليه من قبل لجنة استشارية راديوية بين الإدارات الأمريكية، والتي تضم وزارة الزراعة الأمريكية ، وقوة الفضاء الأمريكية، والجيش الأمريكي، وخفر السواحل الأمريكي ، وإدارة الطيران الفيدرالية ، والإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (ناسا)، ووزارة الداخلية الأمريكية ، ووزارة النقل الأمريكية . ^[198]

في يناير 2011، سمحت لجنة الاتصالات الفيدرالية بشكل مشروط لعملاء LightSquared بالجملة - مثل Best Buy و Sharp و C Spire - بشراء خدمة أرضية متكاملة عبر الأقمار الصناعية فقط من LightSquared وإعادة بيع هذه الخدمة المتكاملة على الأجهزة المجهزة لاستخدام الإشارة الأرضية فقط باستخدام الترددات المخصصة لـ LightSquared من 1525 إلى 1559 ميجا هرتز. ^[199] في ديسمبر 2010، أعرب مصنعو أجهزة استقبال GPS عن مخاوفهم للجنة الاتصالات الفيدرالية من أن إشارة LightSquared قد تتداخل مع أجهزة استقبال GPS ^[167] على الرغم من أن اعتبارات سياسة لجنة الاتصالات الفيدرالية التي أدت إلى أمر يناير 2011 لم تتعلق بأي تغييرات مقترحة على الحد الأقصى لعدد محطات LightSquared الأرضية أو الحد الأقصى للطاقة التي يمكن أن تعمل بها هذه المحطات. يجعل أمر يناير 2011 الترخيص النهائي مشروطًا بدراسات لقضايا تداخل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التي أجرتها مجموعة عمل بقيادة LightSquared جنبًا إلى جنب مع صناعة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ومشاركة الوكالة الفيدرالية. في 14 فبراير 2012، بدأت لجنة الاتصالات الفيدرالية إجراءات لإلغاء أمر الإعفاء المشروط لشركة LightSquared بناءً على استنتاج الإدارة الوطنية لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات بأنه لا توجد حاليًا طريقة عملية للتخفيف من التداخل المحتمل لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS).

يقوم مصنعو أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي بتصميم أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي لاستخدام الطيف خارج النطاق المخصص لنظام تحديد المواقع العالمي. في بعض الحالات، يتم تصميم أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي لاستخدام ما يصل إلى 400 ميجا هرتز من الطيف في أي اتجاه من تردد L1 البالغ 1575.42 ميجا هرتز، لأن خدمات الأقمار الصناعية المتنقلة في تلك المناطق تبث من الفضاء إلى الأرض، وبمستويات طاقة متناسبة مع خدمات الأقمار الصناعية المتنقلة. ^[200] وفقًا للقواعد المنظمة بموجب الجزء 15 من لجنة الاتصالات الفيدرالية، لا تتمتع أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي بالحماية المضمونة من الإشارات خارج الطيف المخصص لنظام تحديد المواقع العالمي. ^[193] وهذا هو السبب في أن نظام تحديد المواقع العالمي يعمل بجوار نطاق خدمة الأقمار الصناعية المتنقلة، وأيضًا سبب عمل نطاق خدمة الأقمار الصناعية المتنقلة بجوار نظام تحديد المواقع العالمي. تضمن العلاقة التكافلية لتخصيص الطيف أن مستخدمي كلا النطاقين قادرون على العمل بشكل تعاوني وحرية.

اعتمدت لجنة الاتصالات الفيدرالية قواعد في فبراير 2003 سمحت لحاملي تراخيص خدمة الأقمار الصناعية المتنقلة (MSS) مثل LightSquared ببناء عدد صغير من الأبراج الأرضية المساعدة في طيفها المرخص "للترويج لاستخدام أكثر كفاءة لطيف الراديو اللاسلكي الأرضي". ^[201] في تلك القواعد لعام 2003، ذكرت لجنة الاتصالات الفيدرالية: "كمسألة أولية، من المتوقع أن يكون للخدمة الأرضية [خدمة الراديو المتنقلة التجارية ('CMRS')] وخدمة ATC MSS أسعار وتغطية وقبول منتج وتوزيع مختلفين؛ وبالتالي، يبدو أن الخدمتين، في أفضل الأحوال، بديلان غير مثاليين لبعضهما البعض من شأنهما أن يعملا في قطاعات سوقية مختلفة بشكل أساسي ... من غير المرجح أن تتنافس خدمة ATC MSS بشكل مباشر مع خدمة CMRS الأرضية على نفس قاعدة العملاء ... ". في عام 2004، أوضحت لجنة الاتصالات الفيدرالية أن الأبراج الأرضية ستكون مساعدة، مشيرة إلى: "سنقوم بترخيص MSS ATC بشرط أن تضمن أن يظل المكون الأرضي المضاف مساعدًا للعرض الرئيسي MSS. لا ننوي، ولن نسمح، للمكون الأرضي أن يصبح خدمة قائمة بذاتها." ^[197] في يوليو 2010، ذكرت لجنة الاتصالات الفيدرالية أنها تتوقع أن تستخدم LightSquared سلطتها لتقديم خدمة أرضية فضائية متكاملة "لتوفير خدمات النطاق العريض المحمول مماثلة لتلك التي يقدمها مزودو الهاتف المحمول الأرضي وتعزيز المنافسة في قطاع النطاق العريض المحمول". ^[202] زعم مصنعو أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أن الطيف المرخص لشركة LightSquared من 1525 إلى 1559 ميجاهرتز لم يكن من المتصور أبدًا استخدامه للنطاق العريض اللاسلكي عالي السرعة استنادًا إلى أحكام لجنة الاتصالات الفيدرالية لعامي 2003 و2004 التي توضح أن مكون البرج المساعد (ATC) سيكون في الواقع مساعدًا لمكون القمر الصناعي الأساسي. ^[203] لبناء الدعم العام للجهود المبذولة لمواصلة ترخيص لجنة الاتصالات الفيدرالية لعام 2004 للمكون الأرضي المساعد لشركة LightSquared مقابل خدمة LTE الأرضية البسيطة في نطاق خدمة الأقمار الصناعية المحمولة، شكلت شركة Trimble Navigation Ltd. المصنعة لأجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) "تحالف إنقاذ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الخاص بنا". ^[204]

لقد تعهدت كل من لجنة الاتصالات الفيدرالية وشركة لايت سكويرد علنًا بحل مشكلة تداخل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) قبل السماح للشبكة بالعمل. ^{[205] [206]} وفقًا لكريس دانسي من رابطة مالكي الطائرات والطيارين ، فإن طياري الخطوط الجوية الذين لديهم نوع الأنظمة التي ستتأثر "قد يخرجون عن المسار دون أن يدركوا ذلك". ^[207] يمكن أن تؤثر المشاكل أيضًا على ترقية إدارة الطيران الفيدرالية لنظام مراقبة الحركة الجوية ، وإرشادات وزارة الدفاع الأمريكية ، وخدمات الطوارئ المحلية بما في ذلك 911. ^[207]

في 14 فبراير 2012، تحركت لجنة الاتصالات الفيدرالية لمنع شبكة النطاق العريض الوطنية المخطط لها من قبل شركة LightSquared بعد أن أبلغتها إدارة الاتصالات والمعلومات الوطنية (NTIA)، وهي الوكالة الفيدرالية التي تنسق استخدامات الطيف للجيش وغيره من الكيانات الحكومية الفيدرالية، بأنه "لا توجد طريقة عملية للتخفيف من التداخل المحتمل في هذا الوقت". ^{[208] [209]} تتحدى شركة LightSquared إجراء لجنة الاتصالات الفيدرالية. ^{[ بحاجة لتحديث ]}

بعد نشر الولايات المتحدة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، قامت دول أخرى أيضًا بتطوير أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية الخاصة بها. وتشمل هذه الأنظمة:

• تم تطوير نظام الملاحة العالمي الروسي عبر الأقمار الصناعية ( GLONASS ) في نفس وقت تطوير نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، لكنه عانى من تغطية غير كاملة للكرة الأرضية حتى منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. ^[210] يمكن دمج استقبال GLONASS بالإضافة إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في جهاز استقبال مما يسمح بوجود أقمار صناعية إضافية لتمكين إصلاحات الموقع بشكل أسرع وتحسين الدقة، في حدود مترين (6.6 قدم). ^{[211] [212]}
• بدأ نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية BeiDou الصيني تقديم خدماته العالمية في عام 2018 وانتهى من نشره بالكامل في عام 2020. ^[213]
• بدأ نظام الملاحة بالأقمار الصناعية جاليليو ، وهو نظام عالمي يتم تطويره من قبل الاتحاد الأوروبي ودول شريكة أخرى، العمل في عام 2016، ^[214] ومن المتوقع أن يتم نشره بالكامل بحلول عام 2020. ^{[ بحاجة لتحديث ]}
• نظام الأقمار الصناعية شبه زينيث (QZSS) الياباني هو نظام تعزيز يعتمد على الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لتعزيز دقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في آسيا وأوقيانوسيا، ومن المقرر أن يتم إطلاق الملاحة عبر الأقمار الصناعية بشكل مستقل عن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في عام 2023. ^[215]
• نظام الملاحة الإقليمي الهندي عبر الأقمار الصناعية (الاسم التشغيلي "NavIC"، الملاحة باستخدام مجموعة الأقمار الصناعية الهندية)، الذي نشرته الهند.

في حالة الطقس الفضائي السيئ أو نشر سلاح مضاد للأقمار الصناعية ضد نظام تحديد المواقع العالمي، لا تمتلك الولايات المتحدة نظام احتياطي أرضي. وتقدر التكلفة المحتملة لمثل هذا الحدث على الاقتصاد الأمريكي بنحو مليار دولار يوميًا. تم إيقاف تشغيل نظام LORAN-C في أمريكا الشمالية في عام 2010 وأوروبا في عام 2015. تم اقتراح eLoran كنظام احتياطي أرضي أمريكي، ولكن حتى عام 2024 لم يتلق الموافقة أو التمويل. ^[216]

وتستمر الصين في تشغيل أجهزة إرسال LORAN-C، ^[217] كما تمتلك روسيا نظامًا مشابهًا يسمى CHAYKA ("النورس").

• "مقدمة حول معدات مستخدم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) NAVSTAR" (ملف PDF) . خفر السواحل الأمريكي. سبتمبر 1996. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 21 أكتوبر 2013. تم الاسترجاع في 22 أغسطس 2008 .
• باركنسون؛ سبيلكر (1996). نظام تحديد المواقع العالمي. المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية. ISBN 978-1-56347-106-3.
• مينديزابال، جيزكي؛ بيرينجير، روك. ميلينديز ، خوان (2009). نظام تحديد المواقع وجاليليو. ماكجرو هيل. رقم ISBN 978-0-07-159869-9.
• بوديتش، ناثانيال (2002). الملاح العملي الأمريكي – الفصل 11 الملاحة عبر الأقمار الصناعية  . حكومة الولايات المتحدة.
• نظام تحديد المواقع العالمي. دورة تدريبية مفتوحة المصدر من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، 2012.
• ميلنر، جريج (2016). تحديد: كيف يغير نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التكنولوجيا والثقافة وعقولنا . دبليو دبليو نورتون. رقم ISBN 978-0-393-08912-7.

• الأسئلة الشائعة حول نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التابع لإدارة الطيران الفيدرالية
• GPS.gov – موقع تعليمي عام أنشأته حكومة الولايات المتحدة