نظام التموضع العالمي

حركة أقمار نظام جي بي إس حول الأرض، تكفي إشارات ثلاثة أقمار لتحديد الموقع على الأرض.

جهاز نافيجاتور يساعد قائد السيارة في الوصول إلى المكان المرغوب فيه.

أنشئ النظام أساسا أثناء الحرب الباردة لأغراض عسكرية بحتة وذلك لتوفير نظام ملاحي للجيش الأمريكي وحلفائه لمساعدة الطائرات والقطع البحرية للوصول لأهدافها في مختلف الأحوال الجوية. وقد كانت الأجهزة الأولى أضخم مما يمكن لجندي المشاة حمله بالسهولة اللازمة وفيما بعد طُوِّر النظام للاستخدام في الأسلحة الموجهة.

في هذه الأثناء توسعت التطبيقات المدنية بشكل كبير حتى أصبح لاغنى عن النظام في الحياة اليومية للمدنيين حول العالم. ويصعب تخيل عمل أنظمة مثل بطاقات الائتمان وأنظمة الصراف الآلي وكثير من شبكات الاتصال بدون وجود نظام الجي بي إس. حيث يستخدم النظام في ضبط تزامن الأجزاء المختلفة من هذه الأنظمة مع بعضها. ومن الجدير بالذكر أن استخدام النظام لضبط التزامن أهم من استخداماته المكانية الأخرى على غير المتعارف عليه عادة. وهو السبب الأساسي الذي دعى الاتحاد الأوروبي للشروع في نظام غاليليو لتقليل الاعتماد على النظام الأمريكي العسكري. وهو ما رد عليه الأمريكيون بخطة تحديث النظام المشهورة سنة 1998.

يستخدم اليوم النظام في تطبيقات مدنية أخرى على سبيل المثال:

1. توجيه الطائرات المدنية والملاحة البحرية.
2. الاستخدام الشخصي كالرياضة والنزهة
3. أنظمة ملاحة السيارات وإرشاد السائق إلى الهدف.
4. كما أن للنظام تطبيقات في ميدان الجيولوجيا والجيوديسيا وقياسات التصدعات الأرضية وحركة القارات

توجد فوارق في دقة نظام تحديد المواقع العالمي حيث أن التطبيقات العسكرية أكثر دقة من الجي بي أس المدني الذي يمكن من الوصول إلى دقة بضعة أمتار (نحو 4 أمتار). حيث أن الولايات المتحدة الأمريكية كانت تقوم عمدا بالتشويش على إشارات الجي بي أس لمنع استعماله مدنيا والحد من جودتها في التطبيقات المدنية، إلا أنه يبدو أنها توقفت عن ذلك منذ سنة 2000 موجهة التركيز على التشويش على رقع جغرافية محدودة. وتبث الأقمار الصناعية الأمريكية بتدفق قدره 50 بت في الثانية على موجتين:

• الموجة للاستعمال المدني بذبذبة قدرها 1575,42 MHz (خاص للاستخدام التجاري)
• الموجة للاستعمال العسكري بذبذبة قدرها 1227,6 MHz (خاص بوزارة الدفاع الأمريكية البنتاغون)

حركة الاقمار الصناعية فوق الأرض.

يتكون نظام تحديد الموقع من 24 قمر صناعي تحوم حول الأرض على ارتفاع 20200 كيلومتر. يقوم قمر صناعي ببث إشارة تحمل موقعه أي موقع القمر الصناعي كما تحمل توقيت أو لحظة بث الإشارة بدقة عالية مرجعها إلى ساعة ذرية بالغة الدقة. يقوم جهاز الاستقبال باستقبال الإشارات القادمة من القمر الصناعي، وعن طريق مقارنة توقيت وصول الإشارة وتوقيت بثها يمكن للجهاز معرفة زمن انتقال الإشارة وبالتالي حساب المسافة بين القمر الصناعي وجهاز الاستقبال، وباستقبال ثلاث إشارات من ثلاث أقمار مختلفة فإن نقطة تقاطعهم تحدد موقع جهاز الاستقبال. وبزيادة عدد الأقمار المرصودة يمكن لجهاز الاستقبال تصحيح بعض الأخطاء المرتبطة بطريقة الحساب وبالتالي زيادة دقتها.

إذا كان المستقبل موجود في الإحداثيات ${\displaystyle x_{0},~y_{0},~z_{0}}$ وبمعرفة أن سرعة انتشار الإشارة ثابتة (سرعة الضوء) وأن الإشارة تنتشر خطيا على خط مستقيم بين القمر الصناعي والمستقبل.

و إذا سلمنا أن الاٌقمار الصناعية الأربعة الباثة موجودة في الإحداثيات ${\displaystyle x_{n},~y_{n},~z_{n}}$ وأنها تبث في اللحظة ${\displaystyle t_{n}}$ موقعها ولحظة البث. فإننا نحصل على المعادلات الأربع التالية:

${\displaystyle {\begin{matrix}(x_{1}-x_{0})^{2}+(y_{1}-y_{0})^{2}+(z_{1}-z_{0})^{2}=[c(t_{1}-t_{0})]^{2}\quad (1)\\(x_{2}-x_{0})^{2}+(y_{2}-y_{0})^{2}+(z_{2}-z_{0})^{2}=[c(t_{2}-t_{0})]^{2}\quad (2)\\(x_{3}-x_{0})^{2}+(y_{3}-y_{0})^{2}+(z_{3}-z_{0})^{2}=[c(t_{3}-t_{0})]^{2}\quad (3)\\(x_{4}-x_{0})^{2}+(y_{4}-y_{0})^{2}+(z_{4}-z_{0})^{2}=[c(t_{4}-t_{0})]^{2}\quad (4)\\\end{matrix}}}$

حيث c هي سرعة انتشار الإشارة (سرعة الضوء) وذلك لتحديد المجهولات الثلاث ${\displaystyle x_{0},~y_{0},~z_{0}}$ أي موقع المستقبل والمجهول الرابع ${\displaystyle t_{0}}$ أي لحظة الاستقبال دون الحاجة لساعة ذرية.

يستعمل نظام الجي بي أس الأمريكي عدة أقمار صناعية نذكرها في الجدول أسفله:

• 
  يمكن تجهيز الحاسوب ليصبح جهاز استقبال جي بي أس
• 
  جندية أمريكية تقوم بالتحكم في أقمار جي بي أس الصناعية
• 
  إطلاق صاروخ يحمل قمر صناعي لنظام جي بي أس
• 
  أنظمة جي بي أس محمولة
• 
  يمكن تزويد الحاسوب المحمول بأنظمة استقبال الجي بي أس. الثمن ابتداء من 50 دولار

يتألف الجى.پى.إس من ثلاث شرائح وهي: شرائح الفضاء، والتحكم، والمستخدم. فشريحة الفضاء تتألف من 24 إلى 32 قمراً صناعياً في المدار الأرضي المتوسط، وهو يتضمن أيضاً القاذفات المطلوبة لإطلاق هذه الأقمار إلى مدارها. وتتألف شريحة التحكم من محطة تحكم رئيسية، ومحطة تحكم رئيسية بديلة، ومضيف للهوائيات الأرضية المهداة والمشتركة، بالإضافة إلى محطات رصد. أما شريحة المستخدم فتتألف من مئات الآلاف من المستخدمين التابعين للجيش الأمريكي وقوات الحلفاء والذين يتمتعون بالخدمة الآمنة «جى.پى.إس التحديد الدقيق للمواقع»، وعشرات الملايين من المستخدمين المدنيين والتجاريين والعلماء الذين يستخدمون خدمة تحديد المواقع القياسي (انظر أجهزة إملاح الجى.پى.إس). تبث أقمار الجى.پى.إس الإشارات من الفضاء والتي تستخدمها أجهزة استقبال الجى.پى.إس لتوفر موقعاً ثلاثي الأبعاد (دائرة العرض، وخط الطول، والارتفاع) بالإضافة إلى الوقت الدقيق. لقد أصبح الجى.پى.إس يستخدم على نطاق واسع كأداة ملاحة عالمية مفيدة تستخدم موجات الراديو في رسم الخرائط، ومسح الأرض، والتجارة، والاستخدامات العلمية، والتتبع والمراقبة، والهوايات مثل «الجيوكاشنج» و«الواي ماركنج». وأيضاً يستخدم المرجع الدقيق للوقت في الكثير من التطبيقات والتي تتضمن الدراسة العلمية للزلازل، وكمصدر مزامنة لبروتوكولات شبكات الهاتف الجوال. وقد أصبح الجى.پى.إس الدعامة الأساسية في أنظمة المواصلات حول العالم، داعماً ملاحة الطيران، والعمليات البرية والبحرية. تعتمد أيضاً خدمات إغاثة منكوبي الكوارث وخدمات الطوارئ على الجى.پى.إس للتفوق في عاملي التوقيت والتحديد الدقيق للموقع في مهامهم الإنقاذية. كما إن التحديد الدقيق للوقت الذي توفره خدمة الجى.پى.إس يسهل الأنشطة اليومية مثل: عمليات البنوك، وعمليات الهواتف النقالة، وحتى التحكم في شبكات الطاقة. يمارس المزارعون، والمساحون، والجيولوجيون، والمزيد ممن لا يمكن إحصاؤهم – أعمالهم بطريقة أكثر كفاءة، وأماناً، واقتصادية، ودقة باستخدام إشارات الجى.پى.إس المجانية والمفتوحة.

إن تصميم الجى.پى.إس يستند بشكل جزئي على أنظمة ملاحة لاسلكية أرضية مماثلة مثل: الإبحار طويل المدى LORAN، ونظام إبحار دكا Decca Navigation الذي تم ابتكاره في أوائل الأربعينيات وتم استخدامه في الحرب العالمية الثانية. في عام 1956 قدم «فريدڤاردت ڤينتربرك» مقترحاً باختبار لنظرية النسبية العامة باستخدام ساعات ذرية دقيقة يتم وضعها في المدار عن طريق زرعها في الأقمار الصناعية. ولدواعي الدقة تستخدم تقنية الجى.پى.إس مبادئ النسبية العامة لتصحيح وضبط الساعات الذرية للأقمار الصناعية. ولقد أتى المزيد من إلهام الجى.پى.إس عندما أطلق الاتحاد السوفيتي أول قمر صناعي يدوي الصنع: «سبوتنيك» في 1957. وكان فريق من العلماء الأمريكيين على رأسهم الدكتور «ريتشارد ب. كيرشنر» يرصدون موجات الراديو التي كان يرسلها سبوتنيك، فاكتشفوا أن تردد الإشارة المرسلة منه – وبسبب تأثير دوبلر – كان يرتفع كلما اقترب منهم القمر الصناعي، وينخفض كلما ابتعد عنهم. وعندما علموا بالتحديد موقعهم على الكرة الأرضية، أدركوا أنه سيمكنهم تحديد موقع القمر الصناعي على مداره عن طريق قياس تحريف دوبلر. إن أول نظام ملاحة باستخدام القمر الصناعي «ترانزيت» – وهو المستخدم لدى أسطول الولايات المتحدة – قد تمت تجربته بنجاح لأول مرة عام 1960، وقد استخدم وقتها مجموعة تتألف من خمسة أقمار صناعية وكان بإمكانه إعطاء تقرير عن الموقع مرة كل ساعة تقريباً. في عام 1967 ابتكرت البحرية الأمريكية «قمر التوقيت» الذي أثبت قدرته على وضع ساعات دقيقة في الفضاء، وهي من التقنيات التي يعتمد عليها الجى.پى.إس. في السبعينات أصبح «نظام أوميجا للملاحة» – وهو نظام أرضي تقوم فكرته على أساس المقارنة بين مراحل الإشارات المرسلة فيما بين أزواج من المحطات – أول نظام ملاحة لاسلكي عالمي، ولكن بالرغم من ذلك؛ فإن الحدود التي لم تكن تستطيع هذه الأنظمة تجاوزها أظهرت الحاجة إلى إيجاد حل جديد أعظم دقة للملاحة الكونية. بينما كانت هناك حاجات شديدة إلى ملاحة دقيقة في القطاعين العسكري والمدني؛ لم تكن أي منها مبرراً كافياً لإنفاق بلايين الدولارات على الأبحاث، والتطوير، والإطلاق، والتشغيل لمجموعة معقدة من أقمار الملاحة. ولكن حدث أن أتت الحاجة التي تبرر هذا كله في نظر الكونغرس الأمريكي خلال سباق الأسلحة في فترة الحرب الباردة، وبسبب التهديد النووي لوجود الولايات المتحدة نفسها، لهذا السبب الرادع وحده تم تمويل الجى.پى.إس. كان «الثالوث النووي» يتكون من «الصواريخ البالستية في الغواصات SLBM» الخاصة بالبحرية الأمريكية، و«قاذفات القنابل الاستراتيجية» الخاصة بالقوات الجوية الأمريكية، بالإضافة إلى «الصواريخ البالستية عابرة القارات ICBM». ونظراً لاعتبارها شيئاً حيوياً للردع النووي؛ كان التحديد الدقيق لموقع إطلاق ال (SLBM) يمثل مضاعفاً القوة؛ حيث إن الملاحة الدقيقة كان من شأنها أن تمكن الغواصات الأمريكية من تحديد مواقعها بدقة قبل إطلاق صواريخ (SLBM) الخاصة بها. وكانت القوات الجوية الأمريكية تمتلك وحدها ثلثي (2/3) الثالوث النووي؛ وبالتالي فإنها كانت في حاجة لنظام ملاحة أكثر دقة وجدارة بالثقة. فعملت البحرية الأمريكية والقوات الجوية الأمريكية سوياً على تطوير تقنياتهما الخاصة على التوازى لحل مشكلهما الأساسية المشتركة. لدواعى زيادة صلاحية صواريخ ال (ICBM) للبقاء؛ كان هناك مقترح لاستخدام منصات إطلاق متنقلة، وبالتالي كان هناك تشابه بين هذا الموقف وموقف صواريخ ال (SLBM). في عام 1960 قدمت القوات الجوية مقترحاً لنظام ملاحة لاسلكى يسمى " MOSAIC " (النظام المتنقل لتحكم دقيق في ICBM)، والذي كان بشكل أساسي " LORAN " ثلاثي الأبعاد. وفيما بعد في 1963 تم إعداد دراسة تسمى «المشروع 57» وكانت هذه هي الدراسة التي ولد فيها مفهوم الجى.پى.إس. في نفس العام تمت متابعة العمل في هذا المفهوم باسم «المشروع 621ب» الذي كان به الكثير من المميزات التي تراها اليوم في الجى.پى.إس وقد وعد بدقة أكبر لقاذفات قنابل القوات الجوية وصواريخ ال (ICBM). كانت التحديثات القادمة من نظام الترانزيت الخاص بالبحرية بطيئة جداً بالنسبة للسرعات التي تتعامل بها القوات الجوية، فواصل «معمل أبحاث البحرية» إنجازاته بإنتاج أقمار توقيت من صنعه تم إطلاقها لأول مرة عام 1967، والنوع الثالث الذي حمل أول ساعة ذرية تم وضعها في مدارها عام 1974. وبهذه التطورات المتزامنة في الستينيات تم إدراك أنه يمكن الوصول إلى أنظمة متفوقة عن طريق مزج أفضل التقنيات من كل من: 621ب، والترانزيت، وقمر التوقيت، وال (SECOR) في برنامج متعدد الخدمات. في عيد العمال من عام 1973، وخلال اجتماع لاثنى عشر ضابطاً عسكرياً في البنتاجون، تمت مناقشة ابتكار «نظام دفاعى باستخدام الأقمار الملاحية DNSS»، وكان هذا الاجتماع هو «شهادة الميلاد الحقيقية للمزيج الذي أصبح بعد ذلك الجى.پى.إس». وفيما بعد في نفس السنة تمت تسمية ال (DNSS) باسم آخر هو «ناڤستارNavstar». ولما كان اسم ناڤستار مرتبطاً بالأقمار الصناعية الفردية (مثل الأقمار السابقة «قمر ترانزيت» و«قمر التوقيت»)؛ تم استخدام اسم أكثر شمولية ليعبر عن مجموعة أقمار الناڤستار.. هذا الاسم الأكثر اكتمالاً هو «ناڤستار-جى.پى.إس Navstar-GPS» الذي تم اختصاره بعد ذلك إلى «جى.پى.إس GPS». بعدما أسقطت طائرة الرحلة «رقم 007» للخطوط الجوية الكورية عام 1983 عندما ضلت طريقها مخترقة المنطقة المحرمة على الطائرات من أجواء الاتحاد السوفيتى؛ أصدر الرئيس الأمريكي «رونالد ريغان» أمراً بجعل الجى.پى.إس متاحاً ومجانياً للاستخدام المدنى، خاصة وقد تطور ليكون ذا فائدة عامة. وقد تم إطلاق أول قمر صناعي عام 1989، والقمر الرابع والعشرون والآخير تم إطلاقه في 1994.

في البداية، كانت الإشارة ذات الجودة العالية يتم تخصيصها للاستخدام العسكري، والإشارة المتاحة للاستخدام المدنى كانت منخفضة الجودة بشكل متعمد (الإتاحية الانتقائية)، وانتهت الإتاحية الانتقائية في عام 2000، فتحسنت دقة الجى.پى.إس المستخدم في الأغراض المدنية من 100 م إلى 20 م.

في عام 1972، أجرى مرفق اختبارات التوجيه التابع للقوات الجوية الأمريكية اختبارات طيران تطويرية لأربعة أجهزة استقبال نموذجية لنظام التموضع العالمي فوق منطقة مدى الصواريخ وايت ساندس، باستخدام أقمار صناعية أرضية زائفة .[37]

في عام 1978، تم إطلاق أول قمر صناعي تجريبي لنظام التموضع العالمي والمسمى بلوك-.[26]

في عام 1983، بعد أن أسقطت طائرة اعتراضية سوفيتية طائرة الركاب المدنية للخطوط الجوية الكورية رحلة 007 والتي ضلت طريقها إلى المجال الجوي المحظور بسبب أخطاء ملاحية، مما أسفر عن مقتل 269 شخصًا على متنها، أعلن الرئيس الأمريكي رونالد ريغان أن نظام تحديد المواقع العالمي سيكون متاحًا للاستخدامات المدنية بمجرد اكتماله.[38][39]

بحلول عام 1985، تم إطلاق عشرة أقمار صناعية تجريبية أخرى من طراز بلوك-I للتحقق من صحة هذا المفهوم.

بدءًا من عام 1988، تم نقل القيادة والتحكم في هذه الأقمار الصناعية من أُونيزوكا، كاليفورنيا إلى السرب الثاني للتحكم في الأقمار الصناعية (2إس سي إس) الموجود في محطة فالكون الجوية في كولورادو سبرينغز، كولورادو.[40][41]

في 14 فبراير 1989، تم إطلاق أول قمر صناعي حديث من نوع بلوك-II.

كانت حرب الخليج من عام 1990 إلى عام 1991 أول نزاع استخدم فيه الجيش نظام تحديد المواقع العالمي على نطاق واسع.[42]

في عام 1991، أُتِمّ بنجاح مشروع لإنشاء مُسْتَقْبِل نظام تحديد المواقع العالمي مصغَّر، واستبدلت المستقبلات العسكرية السابقة التي يبلغ وزنها 16 كغم (35 رطلاً) بجهاز استقبال محمول باليد 1.25 يبلغ وزنه كغم (2.8 رطل).[11]

في عام 1992، تم تعطيل الجناح الفضائي الثاني، الذي كان يدير النظام في الأصل، واستبدل بالجناح الخمسين لمركز القوات الجوية الأمريكية.

بحلول ديسمبر 1993، حقق نظام تحديد المواقع العالمي القدرة التشغيلية الأولية، مع إتاحة كوكبة كاملة من الأقمار الصناعية (24 قمرا صناعيا) وتوفير خدمة تحديد المواقع القياسية (إس بي إس).[43]

تم الإعلان عن القدرة التشغيلية الكاملة من قبل قيادة الفضاء الجوي في أبريل 1995، بعد التوفر الكامل لخدمة تحديد المواقع الدقيقة الآمنة (بي بي إس).[43]

في عام 1996، إدراكًا لأهمية نظام التموضع العالمي للمستخدمين المدنيين والعسكريين، أصدر الرئيس الأمريكي بيل كلينتون قراراً سياسياً [44] ينُصُ على أن نظام التموضع العالمي سيصبح ذو استخدام ثنائي وأمر بإنشاء مجلس تنفيذي مشترك بين الوكالات لإدارته كأصل وطني.

في عام 1998، أعلن نائب رئيس الولايات المتحدة آل جور عن خطط لترقية نظام التموضع العالمي بإشارتين مدنيتين جديدتين لتعزيز دقة المستخدم وموثوقيته، لا سيما فيما يتعلق بسلامة الطيران، وفي عام 2000 أذن كونغرس الولايات المتحدة بهذا الأمر، مشيرًا إليه باسم نظام التموضع العالمي III .

في 2 مايو 2000 تم إيقاف «الإتاحة الانتقائية» كنتيجة للأمر التنفيذي لعام 1996، مما سمح للمستخدمين المدنيين بتلقي إشارة عالية الجودة على المستوى العالمي.

في عام 2004، وقعت حكومة الولايات المتحدة اتفاقية مع المجموعة الأوروبية لإقامة تعاون فيما يتعلق بنظام التموضع العالمي ونظام غاليليو الأوروبي.

في عام 2004، قام رئيس الولايات المتحدة جورج دبليو بوش بتحديث السياسة الوطنية واستبدال المجلس التنفيذي باللجنة التنفيذية الوطنية لتحديد المواقع والملاحة والتوقيت في الفضاء.[45]

في نوفمبر 2004، أعلنت شركة كوالكوم عن اختبارات ناجحة لنظام التموضع العالمي المساعد للهواتف المحمولة.[46]

في عام 2005، تم إطلاق أول قمر صناعي حديث لنظام التموضع العالمي وبدأ في إرسال إشارة مدنية ثانية لتحسين أداء المستخدم.[47]

في 14 سبتمبر 2007، تم نقل نظام التحكم في الجزء الأرضي القديم القائم على الحاسوب الرئيسي إلى خطة تطور العمارة الجديدة.[48]

في 19 مايو 2009، أصدر مكتب محاسبة حكومة الولايات المتحدة تقريرًا يحذر من أن بعض الأقمار الصناعية لنظام التموضع العالمي قد تفشل في وقت قريب.[49]

في 21 مايو 2009، خففت القيادة الفضائية للقوات الجوية من المخاوف من تعطل نظام التموضع العالمي، قائلة «ليس هناك إلاَّ احتمال ضئيل أننا لن نستمر في تطوير جودة أدائنا.»[50]

في 11 يناير 2010، تسبب تحديث أنظمة التحكم الأرضية في عدم توافق البرامج مع 8000 إلى 10000 جهاز استقبال عسكري تم تصنيعه من طرف قسم من شركة تريمبل للملاحة المحدودة في سانيفيل، كاليفورنيا.[51]

في 10 فبراير 1993، رشحت الجمعية الوطنية للملاحة الجوية فريق بحث نظام التموضع العالمي للفوز بجائزة روبرت جيه كولير لعام 1992، وهي أرقى جائزة طيران في الولايات المتحدة. يضم هذا الفريق باحثين من معمل أبحاث البحرية الأمريكية، القوات الجوية الأمريكية، شركة الفضاء الجوي، شركة روكويل الدولية وشركة آي بي إم. تم تكريم الفريق لتوصلهم إلى «أحد أهم الإختراعات التي توفر ملاحة آمنة وفعَّالة للطائرات والمركبات الفضائية منذ ظهور الملاحة بالراديو قبل 50 عامًا».

حصل مطورو نظام التموضع العالمي على جائزة تشارلز ستارك درابر من الأكاديمية الوطنية للهندسة في عام 2003:[52]

• أنشأ إيفان جيتين، الرئيس الفخري لشركة الفضاء الجوي والمهندس في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الأساس لنظام التموضع العالمي، كما حسَّن نظام الراديو الأرضي المستعمل في الحرب العالمية الثانية المسمى نظام لوران الملاحي.[52]
• صمم برادفورد باركنسون، أستاذ الطيران والملاحة الفضائية بجامعة ستانفورد، النظام الحالي القائم على الأقمار الصناعية في أوائل الستينيات من القرن الماضي وطوره بالاشتراك مع القوات الجوية الأمريكية.[52] خدم باركنسون واحدًا وعشرين عامًا في سلاح الجو، من عام 1957 إلى عام 1978، وتقاعد برتبة عقيد.

حصل مطور نظام التموضع العالمي روجر إيستون الأب على القلادة الوطنية للتكنولوجيا والابتكار في 13 فبراير 2006.[53]

تم تكريم فرنسيس إكس. كان (العقيد المتقاعد في القوات الجوية الأمريكية) في قاعة مشاهير سلاح الجو الأمريكي وصالة رواد الصواريخ في لاكلاند أي إف بي، سان أنطونيو، تكساس، يوم 2 مارس 2010 لدوره المهم في تطوير تكنولوجيا الفضاء والتصميم الهندسي.[54]

في 4 أكتوبر 2011، منح الاتحاد الدولي للملاحة الفضائية جائزة الذكرى السنوية الستين لنظام التموضع العالمي، وبعد أن رشَّحه المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والملاحة الفضائية. أقرَّت لجنة التكريم والجوائز في الاتحاد الدولي للملاحة الفضائية بتميُّز برنامج نظام التموضع العالمي والدور المثالي الذي لعبه في بناء التعاون الدولي لصالح البشرية.[55]

تم تكريم غلاديس ويست في قاعة مشاهير سلاح الجو والفضاء وقاعة مشاهير الصواريخ في عام 2018 تقديراً لعملها الحسابي الذي ساعد في تطوير تقنية نظام التموضع العالمي.[56]

في 12 فبراير 2019، تم منح جائزة الملكة إليزابيث للهندسة لأربعة أعضاء مؤسسين لمشروع نظام التموضع العالمي، صرح حينها رئيس مجلس منح الجائزة قائلاً «الهندسة هي أساس الحضارة؛ لا يوجد أساس آخر؛ إنها تجعل الأمور تحدث. وهذا بالضبط ما فعله الفائزون اليوم - لقد جعلوا الأشياء تحدث. لقد أعادوا كتابة البنية التحتية لعالمنا بطريقة فريدة».[57]

يتم تنظيم مستقبلات نظام التموضع العالمي في الولايات المتحدة، وفقًا لقواعد لجنة الاتصالات الفيدرالية. يُذْكَرُ في كتيبات الأجهزة التي تدعم نظام التموضع العالمي المباعة في الولايات المتحدة أنه «يجب أن يقبل أي تداخل يتم تلقيه، بما في ذلك التداخل الذي قد يتسبب في استعمالات غير مرغوب فيها.»[58] فيما يتعلق بأجهزة نظام التموضع العالمي على وجه الخصوص، تنص لجنة الاتصالات الفيدرالية على أن مصنعي مستقبلات نظام التموضع العالمي، «يجب أن يستخدموا أجهزة استقبال تُمَيَزُ بشكل معقول عن الإشارات الأخرى خارج الطيف المخصص لها.»[59] على مدار الثلاثين عامًا الماضية، كانت أجهزة استقبال نظام التموضع العالمي تعمل بجوار نطاق خدمة الأقمار الصناعية المتنقلة، ولطالما تم تمييزها عن مستقبلات خدمات الأقمار الصناعية المتنقلة مثل إنمارسات بدون أي مشكلة.

يتراوح مجال الطيف المخصص لاستخدام نظام التموضع العالمي من قبل لجنة الاتصالات الفيدرالية بين 1559 إلى 1610 ميجاهرتز، في حين أن الطيف المخصص لاستخدام الأقمار الصناعية والذي تملكه شركة لايت سكواريد بترخيص من لجنة الاتصالات الفيدرالية منذ عام 1996 يتراوح ما بين 1525 إلى 1559 ميجاهرتز.[60] في 1 مارس 2001، تلقت لجنة الاتصالات الفيدرالية طلبًا من شركة موشين كورب لاستخدام الترددات المخصصة لخدمة متكاملة للأقمار الصناعية.[61] وفي عام 2002، توصل مجلس صناعة نظام التموضع الأمريكي إلى اتفاقية انبعاثات خارج النطاق مع لايت سكواريد لمنع محطاتها الأرضية من بعث إرسالات إلى نطاقات نظام التموضع العالمي المجاورة والتي يتراوح مجالها من 1559 إلى 1610 ميجاهرتز.[62] في عام 2004، تبنت لجنة الاتصالات الفيدرالية اتفاقية تفوض فيها شركة لايت سكواريد لنشر شبكة أرضية ثانوية لنظام الأقمار الصناعية الخاص بها والمعروفة باسم قضايا الطيف التنظيمي. وقد صرحت لجنة الاتصالات الفيدرالية قائلةً «سوف نفوض الأمر إلى خدمة موبايل ساتليت وفقًا للشروط التي تضمن أن يظل المكون الأرضي الإضافي تابعًا للعرض الرئيسي. نحن لا ننوي، ولن نسمح، بأن يصبح المكون الأرضي خدمة قائمة بذاتها.»[63] تمت مراجعة هذا التفويض والموافقة عليه من قبل اللجنة الاستشارية الراديوية المشتركة بين الإدارات الأمريكية، التي تشمل وزارة الزراعة الأمريكية، قوة الفضاء الأمريكية، الجيش الأمريكي، خفر السواحل الأمريكية، إدارة الطيران الفيدرالية، الإدارة الوطنية للملاحة الجوية ووزارة النقل الأمريكية.[64]

تشمل أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية الأخرى المستخدمة حاليًا أو في مرحلة التطوير ما يلي:

• بيدو - نظام تم نشره وتشغيله من قبل جمهورية الصين الشعبية، وبدأ تقديم خدماته العالمية في عام 2019.[65][66]

• غاليليو - نظام عالمي يتم تطويره من قبل الاتحاد الأوروبي والدول الشريكة الأخرى، والذي بدأ العمل في عام 2016.[67]

• غلوناس - نظام الملاحة العالمي لروسيا. والذي يعمل بشكل كامل في جميع أنحاء العالم.
• النظام الهندي الإقليمي للملاحة بالأقمار الصناعية - وهو نظام ملاحة إقليمي طورته منظمة أبحاث الفضاء الهندية.
• ميتشيبيكي - نظام ملاحة إقليمي يتم استعماله في مناطق آسيا وأوقيانوسيا، وخصوصا اليابان.

يحسب جهاز استقبال الجى.پى.إس موقعه عن طريق حساب توقيت الإشارات التي يتم إرسالها من أقمار الجى.پى.إس الموجودة على ارتفعات نحو 36.000 كيلومتر فوق سطح الأرض. يرسل كل قمر رسائل متتالية تضم التالي:

• وقت إرسال الرسالة
• المعلومات المدارية الدقيقة ephemeris
• السلامة العامة للنظام والمدارات العليلة لكل أقمار الجى.پى.إس almanac.

يستخدم جهاز الاستقبال الرسائل التي يستقبلها في تحديد وقت انتقال كل رسالة من القمر الصناعي إلى الجهاز المستقبل على الأرض. ويحسب المسافات بينه وبين كل قمر صناعي. تستخدم هذه المسافات، مع مواقع الأقمار، ومع استخدام حساب المثلثات لحساب موقع جهاز الإرسال: أستقبال. فيتم إظهار الموقع على الجهاز المستقبل - ربما ببيان خريطة متحركة، أو تعيين خطوط الطول ودوائر العرض، ويمكن إدراج معلومات عن الارتفاع عن سطح البحر.

تُظهر وحدات جى.پى.إس عديدة المعلومات، معلومات مشتقة مثل: الاتجاه، والسرعة – محسوبة من خلال تغيرات الموقع.

ربما يبدو من الوجهة النظرية أن ثلاثة أقمار صناعية تكون كافية لتحديد أي موقع على الأرض، وهذا لأن الفراغ يتكون من ثلاثة أبعاد. ولكن أي خطأ ولو بسيط جداً يحدث في تقدير المسافات الزمنية، عندما يتم ضرب الثلاثة أزمنة في سرعة الضوء العظيمة – وهي السرعة التي تنتشر بها الإشارات الكهرومغناطيسية للاقمار الصناعية – تتسبب في خطأ كبير في تحديد الموقع. لهذا تستخدم أجهزة الاستقبال أربعة أقمار صناعية أو أكثر لتحدد موقع جهاز الاستقبال بدقة.

إن الوقت المحسوب بدقة شديدة تخفيه تطبيقات الجى.پى.إس - التي تحدد الموقع فقط. ولكن هناك بعض تطبيقات الجى.پى.إس المتخصصة التي تستخدم لتعيين الوقت بدقة، مثل: «نقل الوقت»، وضبط توقيت إشارات المرور، ومزامنة محطات الهاتف النقال الرئيسية.

رغم الحاجة إلى أربعة أقمار صناعية للقيام بالعمل بشكل الطبيعى؛ يمكن استخدام عددا أقل في حالات خاصة – فإذا كان أحد المتغيرات معلوماً بالفعل يمكن لجهاز الاستقبال تحديد موقعه باستخدام ثلاثة أقمار صناعية فقط (مثلاً: يمكن أن تكون السفينة أو الطائرة قد حددت ارتفاعها عن سطح البحر). تستخدم بعض أجهزة استقبال الجى.پى.إس أدلة أو افتراضات إضافية، (مثل: إعادة استخدام آخر ارتفاع تم الحصول عليه، والقياس بالحدس اعتماداً على قياس سابق، والملاحة بالقصور الذاتي، وإدراج معلومات حاسب المركبة) من أجل إعطاء حساب غير دقيق للموقع عندما يكون عدد الأقمار الصناعية المرئية أقل من أربعة أقمار.

• نظام ملاحة بالسيارة
• مدار متزامن
• مدار جبانة
• قمر اصطناعي
• تقدير الموضع
• نظام الملاحة بالقصور الذاتي
• قائمة المشاريع العملاقة

• أنشطة بحثية صينية لتطوير نظام جي بي أس تحت الماء

• بوابة اتصال عن بعد
• بوابة الفضاء
• بوابة الولايات المتحدة
• بوابة جغرافيا
• بوابة رحلات فضائية
• بوابة سيارات
• بوابة طيران
• بوابة ملاحة
• بوابة هندسة