全球定位系统或GPS是众所周知的，它是现代空中导航的重要组成部分，也是FAA NextGen计划的重要组成部分。
GPS数据允许飞行员获得精确的三维或四维位置数据。 GPS系统使用三角测量来确定飞机的确切位置，以及速度，轨迹，距离检查点的距离以及时间。
GPS的历史
20世纪70年代，美国军方首次使用GPS作为导航工具。 在二十世纪八十年代，美国政府免费向公众提供GPS，其中一个问题是：一种称为选择性可用性的特殊模式将有助于公众用户有目的地降低GPS的准确性，仅保留最准确的军用GPS版本。
2000年，在克林顿政府的领导下，关闭了选择性的可用性，并且军方从中获益的准确性也向公众提供。
GPS组件
GPS系统由三部分组成：空间部分，控制部分和用户部分。
空间部分由大约31颗GPS卫星组成。 美国空军运行这31颗卫星，再加上3至4颗退役卫星，如果需要的话可以重新启动。 在任何特定时刻，至少有24颗卫星在特别设计的轨道上运行，确保从地球上几乎任何一点同时看到至少四颗卫星。
卫星提供的全面覆盖使得GPS系统成为现代航空中最可靠的导航系统。
控制部分由一系列用于解释卫星信号并将卫星信号转发给各种接收机的地面站组成。 地面站包括一个主控站，一个备用主控站，12个地面天线和16个监测站。
GPS系统的用户部分涉及来自所有不同类型行业的各种接收器。 国家安全，农业，太空，测量和测绘都是GPS系统最终用户的例子。 在航空领域，用户通常是飞行员，他们在飞机驾驶舱内显示GPS数据。
怎么运行的
GPS卫星在我们上空约12,000英里的轨道上行驶，每12小时完成一次轨道。 它们是太阳能供电的，在中等地球轨道飞行，并将无线电信号传输到地面上的接收机。
地面站使用这些信号来跟踪和监视卫星，并且这些站向主控站（MCS）提供数据。 MCS然后向卫星提供精确的位置数据。
飞机中的接收器接收来自卫星原子钟的时间数据。 它比较信号从卫星到接收机所需的时间，并根据非常准确和特定的时间计算距离。 GPS接收机使用三角测量 - 来自三颗卫星的日期 - 确定精确的二维位置。 至少有四颗卫星在运行中，可以获得三维位置数据。
GPS错误
电离层干扰：来自卫星的信号在通过地球大气时实际上会减慢。
GPS技术通过平均时间来解决这个错误，这意味着错误仍然存在但是有限。
- 时钟错误：GPS接收器上的时钟可能不如GPS卫星上的原子钟那么精确，从而产生非常微小的精度问题。
- 轨道误差：轨道计算可能不准确，导致确定卫星精确位置的模糊性。
- 位置错误：GPS信号可能会从建筑物，地形上反弹，甚至可能会发生电气干扰。 GPS信号仅在接收机能够“看见”卫星时才可用，这意味着高层建筑，密集地形和地下的数据将会丢失或不准确。
GPS的实际使用
GPS在当今航空领域被广泛用作区域导航的来源。 今天建造的每架飞机几乎都配备了作为标准装备安装的GPS装置。
通用航空，公务航空和商用航空都已经找到了GPS的宝贵用途。
从基本的导航和位置数据到空速，跟踪和机场位置，GPS是飞行员珍贵的工具。
已安装的GPS装置可以批准用于IMC和其他IFR航班 。 仪表飞行员发现GPS在维护态势感知和飞行仪表进近程序方面非常有用。 虽然手持设备未经IFR批准，但可以作为仪器故障的有用备份，同时也是在任何情况下保持情景意识的有用工具。
飞行VFR的飞行员也使用GPS作为导航工具，并支持传统的领航和航位推测技术。
所有飞行员都可以在紧急情况下欣赏GPS数据，因为数据库将允许他们搜索最近的机场，计算路途中的时间，船上加油，日落和日出时间等等。
最近，美国联邦航空局启用了WAAS全球定位系统程序，为飞行员引入了一种新的精度方法， 采用垂直制导（LPV）方式的定位器性能 。 这是一种精确的方法，可以使国家空域系统变得更加高效并协助满足未来国家空域系统的需求。