在卫星导航系统出现之前，远程导航与定位主要用无线电进行，其中包括罗兰－C系统、Om ega（奥米茄）系统、多卜勒系统等，这些系统精度都不高。
1958年，美国开始研制第一代卫星定位装置子午仪系统（T ran s it）。1964年，子午仪系统投入使用。该系统只有5－6颗卫星，不能从地面站进行连续的观测和控制，因而无法提供连续的实时三维导航，精度也不高。
为满足军事部门和民用部门对连续、实时、三维导航的要求，1973年，美国国防部制定了GPS计划。该计划分三个阶段：
第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从1973年到1979年，发射了4颗试验卫星，研制了地面接收设备。
第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年，陆续发射了7颗试验卫星。实验表明，GPS定位精度远远超过设计标准。
第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，1993年底实用的GPS网正式建成。
GPS使用24颗高度约两万公里的卫星，分布在六个轨道面上（每轨道面4颗）。这样的分布使得用户在全球任何地方、任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并接收卫星信号，从而实现精确、连续、实时的定位导航。
由于每一颗卫星都有使用寿命，因此，GPS运行之后，美国仍在不间断发射新星。到目前为止，GPS至少已经发射了55颗卫星。这种连续的发射不但保证了GPS维持工作状态，还使得GPS的功能得到持续改进。目前，美国正在实施新的GPS现代化计划，这个计划完成之后，GPS系统的功能将变得更加强大，处于遥遥领先的地位。
GPS发射的信号分为两种：军用的和民用的，其中军用信号专供美国军方使用，民用信号免费开放给全球用户使用。一般而言，民用信号较军用信号的精度要差，而且，美国军方随时可以对特定区域的信号进行调整，使其误差变大，甚至关闭特定区域的信号，让GPS暂时失灵。
在国际军火市场，GPS也拥有特殊的地位，不少国家对外出口的精确制导武器，是基于GPS导航系统开发的。
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