组成
导航卫星星座
导航卫星星座是由空间多颗导航卫星组成的空间导航网。通常，这些卫星分布在空间几个近似圆的轨道平面上，按照轨道高度可以分为低轨道、中高轨道和地球同步轨道导航卫星，也可以由不同高度的卫星组成卫星星座，其中，后两种轨道居多，而且在同一轨道平面上均匀分布着数颗卫星。卫星上除有接收机和转发由地面测控网传送信号的星载测控系统外，还载有专用的导航系统——发射机、导航电文储存器、高频稳定频标等。导航星座的主要功能为：
(1)接收和转发地面测控网传送到跟蹤测量导航卫星的电波信号，以测定卫星空间运行轨道。
(2)接收和存储由地面测控网传送的导航信息；接收并执行监控站的控制指令。
(3)通过星载高精度原子钟产生基準信号并提供精确的时间标準。
(4)向用户连续不断地传送导航定位信号，以测定用户的位置、速度及姿态。
(5)接收地面主控站通过注入站传送给卫星的调度命令，以调整卫星姿态、启用备用时钟等。
地面测控网
地面测控网由多个跟蹤测量站、远控站、计算与控制中心、注入站和时统中心等组成，用于跟蹤、测量、计算及预报卫星轨道，并对卫星及其设备的工作进行监视、控制和管理。主要功能为：
(1)各测控站发射机对卫星进行连续观测并跟蹤测量，同时收集当地的气象数据。
(2)主控站收集由各测控站所测得的伪距和都卜勒频率观测数据、气象参数、卫星时钟及工作状态的数据。
(3)对所收集数据进行处理，计算每颗卫星星曆、钟差修正、信号电离层延迟修正等参数，并按一定格式编算导航电文，传送到注入站。
(4)控制中心检测地面监控系统的工作情况，检查注入给卫星的导航电文的正确性，监测卫星传送导航电文给用户等任务。
(5)注入站将卫星星曆、卫星时钟钟差等参数和控制指令注入导航电文给各导航卫星。
(6)调度和控制卫星轨道的改变和修正等。
用户导航定位设备
机载或弹载用户导航定位设备主要由卫星信号接收天线、接收机及配套天线馈线等组成，主要完成以下功能：
(1)接收卫星传送的信号，测定伪距、载波相位和都卜勒频率观测值。
(2)提取和解调导航电文中的卫星星曆和轨道参数、卫星钟差参数。
(3)处理和计算观测值、卫星轨道参数，解算用户的位置、速度分量以及其他参数。
工作原理
通常卫星导航定位可以按下述两种方式分类。根据导航定位的解算方法可以分为绝对定位和相对定位；而按照导航目标的运动状态又可分为静态定位和动态定位。由于静态目标相对地固坐标系是静止的，其速度为零，因此，利用导航卫星测定目标速度均指动态目标，它的解算方法也可以分为绝对测速和相对测速。绝对定位和相对定位
1．绝对定位
利用待定目标(用户)接收机接收四颗以上导航卫星的定位信号，确定目标在某坐标系中位置坐标的方式称为绝对定位。绝对定位只需一台接收机即可确定目标位置。因此，组织、实施和数据处理都比较简便。但是受目标接收机钟差和信号传播延迟的影响，定位精度较低。
这种定位方式在许多运动载体的导航定位中广泛使用。
2．相对定位
在两个或若干个观测点上，设定导航卫星的接收机，同步接收同一组卫星传播的定位信号，并测定它们之间相对位置的方式称为相对定位。在相对定位时，上述观测点上有一个或几个点的位置坐标是已知的，这些点称为基準点。
相对定位利用多个观测点同步接收同一组卫星信号的特点，可以有效地消除或减弱共源和共性的误差，有利于定位精度的提高。但是，相对定位需要多点同步观测同一组卫星，因此组织和实施较複杂，而且要求与基準点的距离不能超过一定的範围。相对定位广泛套用于具有高精度要求的目标定位中。
3．差分定位
在两个或多个观测点上，设定导航卫星的接收机，利用同步接收同一组卫星星座传播的定位信号，并进行不同的线性组合构成虚拟观测量，再由此组成观测方程并解算目标定位的方法称为差分定位。差分定位同样需要在观测点上有一个或几个基準点。
差分定位主要利用同步跟蹤同一组卫星所获取的观测量，经不同方式的差分，使得到的虚拟观测量可以消除或减弱共源和共性的误差，从而精确地解算目标位置。差分定位就是依赖和发挥数学方法的优势来获取高精度的位置参数，又称为求差法。
事实上，差分定位是相对定位的一种特殊实现方式，也是导航定位中精度最高的一种定位方法。关于差分定位的原理，可以推广成观测点都不是基準点的定位方式，这使得卫星导航系统具备更广阔的套用前景。
静态定位和动态定位
1．静态定位
若待定点相对于地固坐标系是静止的，则此待定点位置的确定称为静态定位。有时是难以察觉到的运动，或者虽有微小运动，但在一次定位观测期间(数小时或若干天)无法察觉到，此时待定点的位置确定也称为静态定位。
由于静态待定点的位置是不变的，因此它的速度等于零。此时，在不同时刻(曆元)进行大量重複的观测和处理，可以有效地提高定位精度。
2．动态定位
若待定点相对于地固坐标系有明显的运动，这样的点定位称为动态定位。此时，点位的速度不等于零，因此还需要确定待定点的速度。
动态定位根据定位的目的和精度要求，又可分为导航动态定位和精密动态定位。前者是实时地确定用户运动中的位置和速度，并引导用户沿预定的航线到达目的地；后者是精确地确定用户在每个时刻的位置速度，通常可以事后处理。
四大导航卫星系统
美围GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo系统和中国的北斗系统Compass，为全球卫星导航系统国际委员会(ICG)公布的四大全球导航卫星系统。正在建设的印度IRNSS和日本的QZSS主要是服务于本土及相邻地区的区域性导航卫星系统，在国际导航与定位领域受关注度要逊于全球性导航卫星系统。
GPS
GPS是美国国防部批准陆海空子军联合研製、继子午导航卫星系统之再的第二代全球导航卫星系统，也是第一个具有全能性（陆地、海洋、航空）、全球性、全天候、实时性、高精度的导航定位和时间传递系统。空间部分由24颗卫星组成，卫星高度约20200km，分布在倾角为55°的6个轨道平面内，运行周期约为11小时58分，于1991年宣告部署完成；地面监控部分包括1个主控站、3个注入站和5个监测站；用户部分包括川户组织系统和根据要求安装相应的设备，其核心设备是GPS接收机、GPS是日前最完善、套用最广泛的全球导航卫星系统，但是GPS南美国军方控制，由于系统没计和政策等原因，对于民间用户和他同军方用户的安全性无法保障。GPS的这些缺陷已经成为GPS进一步扩展套用领域的障碍，也成为竞争者建没其他导航卫星定位系统的重要理由。在保护军方利益的前提下，为让GPS能够发挥更大的效益，继续保持在市场上的领导优势，原美同副总统戈尔提出了GPS现代化的概念。GLONASS
GLONASS是俄罗斯国防部(最早开发于原苏联时期，独立研製和控制的第二代全球导航卫星系统，作用类似于美国的GPS．可为全球海陆空及近地空间的各种军、民用户全天候、连续地提供高精度的、三维位置、三维速度和时间信息。按照设计，GLONASS星座南中轨道的21颗卫星组成，包括21颗工作星和3颗备份星，轨道高度约19 100 km，分布在倾角为64.8°的3个轨道平面内，运行周期约为11小时15分。南于卫星寿命短，加之从20世纪90年代起俄罗斯经济不景气，失效卫星得不到及时补充，以至于到2001年可用卫星数下降到6颗，导致GLONASS研究工作与套用推广情况远不及GPS。2003年前后，随着俄罗斯经济的蓬勃发展，俄罗斯政府加快了GLONASS升级改造。《GLONASS 2002- 2011年发展汁划》已经于201 1年12月3 1日终止，俄罗斯于2011年底成功实现GLONASS的满星座运行，此后《GLONASS 2012-2020年维护、发展及套用计画》草案已于2012年1月28日递交俄罗斯政府申请批准。
Galileo
GPS与GLONASS本质上均是一种军用系统，首要目的是服务于国家安全，其次才服务于民用，而Galileo系统是南欧盟建设的全球第一个完全向民用开放的卫星导航系统。但南于美国的阻挠和欧盟内部分歧等，陔系统计画进展缓慢，曾几乎流产。2008年4月，欧盟会议通过了Galileo系统最终部署方案，此后在2010年1月欧盟委员会报告中，又调整了Galileo系统正式运营时间节点。根据该报告安排，2005年至2011年为在轨验证阶段，2011年至2014年为全面部署阶段．2014年形成一个具有开放服务功能的初步系统，并于2018年前后建成完备的全球导航卫星系统。然而，由于欧盟内部分歧与资金问题。系统完成及运营时间尚不能确定。Galileo系统採用了空间段、地面段（包括星座监控和完好性监测两大功能）和用户段三大组成部分的新模式。其中，空间段由30颗卫星组成(27颗工作卫星和3颗备用卫星)，轨道高度约为23 616 km，分布在倾角为56°的3个轨道平面内，运行周期约为14小时22分钟。用户设备为Galileo信号接收机。只有需要全球搜救功能的用户，设备才应具有收发功能。
