Прилади супутникової навігації прочно війшли у наше життя. Геодезичні вимірювання, геодінамічні спостереження, навігація морських суден та літаків, моніторинг транспортних засобів, персональна навігація - ось неповний перелік сфер, де сьогодні широко застосувуються GPS- або ГЛОНАСС-прилади.

Історія розвитку супутникових систем навігації починається с запуском 4 жовтня 1957 року першого штучного супутника Землі. Для визначення параметрів руху супутника з пункту з відомими координатами виконувалися вимірювання доплерівського зсуву частоти. Було очевидним, що при відомих параметрах руху аналогічні вимірювання дозволяли б визначити невідомі координати пункту спостереження. Розвитком цієї ідеї стали радіонавігаційні супутникові системи першого покоління: Цикада (Циклон) в СРСР та Transit в США.

В таких системах визначення координат виконувалось по одному супутнику на основі спостереження напротязі 5-6 хвилин доплерівського зсуву частоти. Цей метод дозволяв визначити дві координати об'єкта з точністю близько 100 метрів. Але крім невисокої точності місцевизначення він мав і ряд інших недоліків, наприклад, вимагав незалежного визначення швидкості руху об'єкта. Ще один суттєвий недолік - висототочне визначення координат було можливе лише для нерухомих об'єктів та тих, що рухалися достатньо повільно. Тому такі системи були прийнятними лише для навігації флоту.

Американська супутникова система першого покоління - Transit для навігаційного забезпечення підводних човнів була створена у 1964 році. А у 1967 році вона була відкрита і для цивільного використання.

У 1967 році відбувся запуск першого радянського навігаційного супутника "Космос-192" навігаційної ситеми військово морського флоту "Циклон". У 1976 році цю систему було прийнято на озброєння. А у 1979 році створено її цивільний аналог - супутникову систему "Циклон". Система "Циклон" згодом була доповнена комплексом обладнання "Коспас-Сарсат" для пошуку суден, що потерпають лиха. Ця система і досі продовжує функціонувати: навігаційним обладнанням задатним визначати положення судна за супутниками "Циклон" обладнані як цивільні суда, так і кораблі ВМФ.

Завдяки розробці у 1960 році високоточних атомних годинників став можливий новий спосіб визначення координат. Застосування таких годинників на супутниках давало змогу перетворити орбітальне угруповання в мережу синхронізованих передавачів кодових сигналів. А координати приймача визначати шляхом вимірювання затримок сигналів на шляху від супутника до точки вимірювання. 31 травня 1967 року на орбіту було виведено американський супутник TIMATION-I а 30 вересня 1969 року - супутник TIMATION-II, що реалізували кодовий спосіб місцевизначення.

У 1964 році в США починаються дослідження щодо застосування в інтересах місцевизначення широкополосних сигналів, модульованих псевдовипадковими шумами. А у 1973 році різні американські програми досліджень в галузі супутникової навігації поєднуються в одну програму - "Навігаційну технологічну програму". В рамках цієї програми 14 липня 1974 року було виведено на орбіту супутник NTS-1, обладнаний кварцевим та рубідієвим еталонами частоти. Потім апарати NTS-2 та NTS-3 з цезієвими та водородними еталонами. В подальшому ця програма отримує назву NAVSTAR.

С запуском у 1978 році перших чотирьох супутників типу Block-I починається її практична реалізація системи NAVSTAR-GPS. Розгортання системи до штатного складу завершилося у 1995 році. У квітні 2000 року система була повністю відкрита для комерційного використання.

У жовтні 1982 року на орбіту було виведено навігаційний супутник Космос-1413 нової радянської навігаційної системи ГЛОНАСС. А у 1995 році орбітальне угруповання ГЛОНАСС було доведено до штатного складу - 24 супутника. З часом внаслідок занепаду космічної отраслі в Росії частина супутників системи вийшла з ладу. Але в останні роки приймаються активні зусилля з доведення угруповання супутників ГЛОНАСС до штатного стану та розвитку сегменту користувачів.

GPS та ГЛОНАСС - це системи другого покоління. Визначення положення приймача в них можна розглядати як вирішення просторової лінійної засічки: визначення відстаней від пункту (приймача) з невідомими координатами до кількох об'єктів (супутників) з відомими координатами. Поточні коорднати супутників розраховуються по відомим параметрам руху. Визначення відстаней від приймача до супутників виконується шляхом спостереження кодових сигналів, а у спеціальних високоточних приймачах також і за рахунок спостереження фази несучої сигналу. Висока швидкість руху супутників дозволяє за короткий інтервал спостережень отримати великий обсяг вимірювань відстаней для різних положень кожного супутника і застосувати методи статистичної обробки для отримання максимально точного результату.

Про те, як саме виконується визначення координат в різних системах супутникової навігації, читайте в матеріалах цього розділу ...