然而，子午儀定位系統使得研發部門對定位取得了初步的經驗，并驗證了由系統進行定位的可行性，這就為GPS的研制做了鋪墊。GPS是指利用GPS，向各地全天候、實時性地提供三維位置、三維速度等信息的一種無線電導航定位系統。對用戶來說，這不僅大大增加了儀器的復雜程度，而且從隱蔽性來看也是十分不利的，因為發射信號易造成暴露。單程測距（即被動測距）則在很大程度上避免了上述的缺點。
這種發送和接收測距信號位于同一個地方的測距原理，稱為主動測距。用它所測得的站星距離和已知的在軌位置，也可推算出用戶現時的三維位置。這種基于主動測距原理的定位，稱為主動定位。在有噪聲干擾的情況下，綜合考慮測距精度、信號帶寬、所需功率及不同識別等問題，定位系統采用了偽隨機碼測距技術。偽距測量就是測定到接收機的距離，即由發射的測距碼信號到達GPS接收機的傳播時間乘以光速所得的距離。
經過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年，覆蓋率高達98%的24顆GPS星座已布設完成。GPS實時差分定位的原理是在已有的地心坐標點上安放GPS接收機（稱為基準站），利用已知的地心坐標和星歷計算GPS觀測值的校正值，并通過無線電通信設備（稱為數據鏈）將校正值發送給運動中的GPS接收機（稱為流動站）。地面監控系統的主要功能是：跟蹤GPS，對其進行距離測量，確定的運行軌道及鐘改正數，進行預報后，再按規定格式編制成導航電文，并通過注入站送往。
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