GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机等组成。作用是接收GPS卫星所发出的信号，利用这些信号进行导航定位等工作。GPS信号接收机分为天线单元和接收单元两大部分，能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置。用户设备部分按照工作原理、用途、功能通道数和载波频率等，GPS接收机有不同的类型。GPS信号接收机更新换代很快，机型繁多。目前世界上已有几十家工厂生产GPS接收机，产品也有几百种，民用接收机发展速度和用户数量均超过军用。

GPS是一种全天候的空基导航卫星系统，用于精密定位、测速和提供精密时间，它可以看作是一种卫星从空间已知位置发射信号，用户接收机接收卫星信号并测定信号自卫星至用户的传播时间，从而确定卫星至用户距离的测距系统。

（1）GPS信号

GPS卫星发射两种频率的载波信号，即频率为1575.42 MHz的L1载波和频率为1227.60 MHz的L2载波，分别是基本频率10.23 MHz的154倍和120倍，波长分别为19.03 cm和24.42 cm。在L1和L2上又分别调制着多种信号，这些信号主要有：C/A码（Coarse/Acquisition Code）——粗捕获码，被调制在L1载波上，是1 MHz的伪随机噪声码（PRN码），其码长为1023位，周期为1 ms。每颗卫星的C/A码都不一样，经常用它们的PRN号来区分。C/A码为民用用户提供标准定位服务。P码（Precise Code）——精码，属于保密码，被调制在L1和L2载波上，是10 MHz的伪随机噪声码，周期为7天。为严格限制非特许用户使用P码，美国政府还实施了反电子欺骗AS（Anti-Spooting）技术，将P码与W码进行模二相加生成保密的Y码，此时，一般用户无法利用P码来进行导航定位。导航数据码——也称D码，被调制在L1载波上，其信号频率为50 Hz，包含有GPS卫星的轨道参数、卫星钟改正数和其他一些系统参数。用户一般需要利用此导航信息来计算某一时刻GPS卫星在地球轨道上的位置，导航信息也被称为广播星历。

（2）GPS定位方法

从原理上讲，GPS观测的是距离。通过所测距离与位置之间的关系，反推出所要确定的位置在WGS-84坐标系中的三维坐标。目前，按对GPS信号观测量的不同，GPS定位的基本方法有以下几种形式：伪距测量、载波相位测量、多普勒测量和卫星射电干涉测量。这里主要介绍前两种。

具体来说，分布在地球上的多颗导航卫星，不断地发射用来求算并确定地球表层某点精确位置与精密时间的无线电信号，即自身的星历参数和时间信息，空间定位接收机接收来自导航卫星的信号，根据星历表信息求得每颗卫星发射信号时在太空中的位置，计算卫星发射信号的精确时间，然后根据已知空间定位卫星的瞬时坐标和信号到达该点时间，求得卫星至空间定位系统接收机之间的几何距离，在此基础上计算出用户接收机天线所对应的点位，即观测站的位置。

与大地电子测距不同，GPS使用所谓的单向（one way）方法，需要使用两台钟，而普通用户一般不配装昂贵的原子钟，因而接收钟与卫星钟时间不同步，使得所测用户至卫星的真实距离有误差，通常称为伪距（Pesudo Range）。这样，在一个观测站上，要按距离交会法实时求解观测站3维位置坐标和接收机时钟误差4个未知参数，至少需要4个同步伪距观测值，即至少必须同时观测4颗卫星。

伪距法的定位原理比较简单，所采用的伪距观测值既可以是C/A码伪距，也可以是P码伪距。优点是数据处理简单，对定位条件的要求低，不存在整周模糊度的问题，可以非常容易地实现实时定位；缺点是观测值精度低，C/A 码伪距观测值的精度一般为3 m，而P码伪距观测值的精度一般也达到30 cm左右，从而导致定位成果精度低，另外，若采用精度较高的P码伪距观测值，还存在AS的问题。

对于距离的测量，也可采用测量所收到的GPS卫星信号与接收机内部信号的相位差导出的方法。载波相位定位所采用的观测值为GPS的载波相位观测值，即L1、L2或它们的某种线性组合。载波相位定位的优点是观测值的精度高，一般优于2 mm，比伪距测量法高几个量级，广泛用于高精度测量定位。但是，数据处理过程复杂，需要解决测量的整周模糊度等问题。