GPS技术的发展历史是一个融合了军事需求、科技进步与全球合作的漫长历程，其从最初的概念构想到如今深入日常生活的应用，经历了多个关键阶段。
20世纪50年代,美国为了应对冷战时期的军事竞争，启动了卫星导航系统的初步探索，1957年，苏联发射了人类第一颗人造卫星斯普特尼克1号，美国科学家在跟踪其信号时意外发现，通过多普勒效应可以精确测定卫星位置，这一发现启发了美国军方，他们意识到利用卫星进行导航的可能性，1958年，美国海军启动了“子午仪”计划（Transit），这是世界上第一个卫星导航系统，1964年正式投入使用，该系统由6颗卫星组成，主要为核潜艇提供定位服务，但存在定位间隔长（约1.5小时一次）、精度低（约数百米）等局限，无法满足军事行动的实时性需求。
为解决“子午仪”系统的不足，1973年，美国国防部启动了“导航星”计划（NAVSTAR），即GPS系统的前身，该计划由空军牵头，联合陆军、海军和海军陆战队，旨在建立一个全球性、全天候、高精度的卫星导航系统，1978年，第一颗GPS试验卫星（Block I）发射成功，到1985年共发射了10颗试验卫星，验证了系统的基本可行性，这一阶段的重点是技术验证，包括原子钟的稳定性、信号调制方式以及大气层误差修正等关键技术。
1993年,GPS系统初步建成，具备全球覆盖能力，1995年正式宣布完全运行，最初部署的卫星为Block II型，共24颗，分布在6个轨道平面，轨道高度约20250公里，周期12小时，系统采用“三球定位”原理，通过接收至少4颗卫星的信号，用户设备可计算出自身的三维坐标（经度、纬度、高程）和精确时间，GPS信号包含两种精度等级：标准定位服务（SPS）供民用，精度约100米；精确定位服务（PPS）供军用，精度约10米，为防止技术扩散，美国在民用信号上人为引入了“选择可用性”（SA）干扰，导致民用定位精度大幅降低。
进入21世纪,GPS技术迎来民用化发展的黄金时期，2000年，克林顿政府宣布取消SA政策，民用定位精度瞬间提升至20米以内，极大推动了GPS在商业领域的应用，同年，美国启动了GPS现代化计划，旨在通过增加新的民用信号（L2C、L5）、提升卫星性能（Block IIR-M及后续型号）和增强抗干扰能力，进一步优化系统性能，2005年，首颗搭载L2C信号的卫星发射，2009年首颗L5信号卫星入轨，为民用航空、精密农业等高精度应用提供了支持。
GPS系统也面临全球化竞争与合作,俄罗斯的“格洛纳斯”（GLONASS）、欧盟的“伽利略”（Galileo）以及中国的“北斗”（BDS）相继建设并投入运行，形成了多系统兼容的全球导航卫星服务（GNSS）格局，为提升定位精度和可靠性，现代接收机普遍支持多系统联合定位，通过融合不同卫星系统的信号，可有效改善在城市峡谷、山区等复杂环境下的定位效果。
近年来,GPS技术与5G、物联网、人工智能等新兴技术的深度融合，催生了更多创新应用，在自动驾驶领域，GPS与惯性导航系统（INS）的结合，实现了车辆亚米级定位；在智慧城市建设中，高精度GPS支持交通流量监测、应急响应调度等功能；在消费电子领域，智能手机、可穿戴设备依赖GPS提供位置服务，改变了人们的出行和生活方式。
GPS技术发展关键节点表
| 时间阶段 | 重大事件 | 技术特点与意义 |
|---|---|---|
| 1950-1960年代 | “子午仪”计划启动，首颗试验卫星发射 | 验证卫星导航可行性，但定位间隔长、精度低 |
| 1973-1993年 | “导航星”计划启动，Block I试验卫星组网，GPS系统初步建成 | 确立全球卫星导航架构，实现24小时覆盖，奠定现代GPS基础 |
| 1993-2000年 | GPS完全运行，SA政策实施与取消 | 民用精度从100米提升至20米，推动商业化应用 |
| 2000年至今 | GPS现代化计划推进，多系统兼容（GLONASS、Galileo、北斗） | 增加民用信号，提升抗干扰能力，定位精度与可靠性显著增强 |
| 2010年至今 | 与5G、AI等技术融合，自动驾驶、智慧城市等应用落地 | 拓展高精度定位场景，实现“时空信息”与大数据、物联网的深度整合 |
相关问答FAQs
Q1：GPS与北斗、伽利略等系统有何区别？
A1：GPS、北斗、伽利略、GLONASS同属全球导航卫星系统，但各有特点，GPS由美国研发，技术成熟，全球覆盖最广；北斗由中国建设，除了全球定位，还具备短报文通信功能，特别适合海洋、沙漠等无网络区域；伽利略侧重民用服务，定位精度理论上更高（可达厘米级）；GLONASS抗干扰能力强，但在高纬度地区表现更优，多数设备支持多系统兼容，可自动切换最优卫星信号以提升定位效果。
Q2：GPS信号的精度为什么会受天气和环境影响？
A2：GPS信号在传播过程中需穿过电离层和对流层，这两个介质的密度和湿度变化会导致信号延迟，产生定位误差，暴雨、浓云会增加信号散射，高楼、山谷可能造成信号遮挡或多路径效应（信号经反射后到达接收机，导致时间计算偏差），为减少这些影响，现代GPS采用双频信号修正电离层误差，并融合地面基站差分技术（如RTK），可将静态定位精度提升至厘米级。
