1957 年10月4日，苏联发射了全世界颗人造地球卫星，开创了人类的空间世纪。美国对此密切关注，有一位名叫比尔·盖伊的数学家和一位叫乔治·威芬巴赫的物理学家，他们在霍普斯金的应用物理实验室里发现了一个现象，那就是这颗卫星的频率出现了偏移，经研究发现是相对运动引起的多普勒频移效应。

　　这两位科学家对此进行了实验研究，发现如果在地面上架设多部接收机，就可以根据接收到的信号的不同频差推算出这个卫星的具体位置，他们很高兴地把这个研究成果告诉了实验室主任弗兰克。麦克卢尔，说他们已经实现了对苏联卫星的多普勒定位跟踪。

　　弗兰克主任当时在做海军的一项研究，研究内容是五角大楼如何知道茫茫大海中军舰的具体位置，听到两位科学家的汇报后他眼前一亮，既然你们能够发现卫星在哪里，如果把问题反过来，卫星就能发现你们在哪里，海军军舰定位的问题有思路了!

　　GPS系统就按这种思路启动了，方案中需要解决的个问题就是：卫星该采用低、中、高哪种轨道?如果采用低轨道的话，发射成本比较低，精度比较高，但若覆盖全球的话则需要200颗卫星，这样浩大工程实在是负担不起。

　　如果采用高轨道，理论上三颗卫星就能覆盖全球，但除了高轨道卫星的发射难度大之外，更主要的是定位精度会很低，原因有两个：一是轨道太高会导致测量误差大，二是静止轨道与地面物体的相对速度很小，不利于使用多普勒频移的解算方法。

　　中轨道是比较折衷的方案，覆盖全球只需要24-36颗卫星，由于轨道是运动的，即使地面的物体不动，但相对卫星的速度也很大，这就可以充分利用多普勒频移方法了。

　　基于以上综合考虑，美国选择了24颗卫星的中轨道星座，1978年发射了颗，全系统在1995年投入运行，现有卫星30颗，分为军用和民用两种定位模式，其中民用方式向全球开放。

　　北斗卫星导航系统是中国自行研制的款全球卫星导航系统，它的诞生，使中国成为继美国GPS和俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统之后，世界上第3个投入使用的卫星导航系统，北斗导航系统的发展经过了两个阶段，一个是代北斗导航系统，也被称为北斗一号导航试验系统，即有源区域卫星定位系统，该项目1994年正式立项，2000年发射2颗试验卫星后，在2003年又发射了北斗试验卫星作为备份，北斗一号试验卫星定位系统的组件，为中国发展更全面的北斗二号全球卫星导航系统奠定了坚实的技术基础。

　　北斗一号导航试验系统完成组建后，其定位精度超过100米，不过使用地面参照站校准后的精度降低到20米，与当时美国的GPS民用系统相当，该系统不仅能为用户提供自身的地理定位，还能向外界发送自己的位置和短信，授时精度20纳秒，定位时间为1秒。由于北斗一号是是采用少量卫星来实现自身的有源定位，因此，北斗一号导航卫星的系统成本较低，性能也并不完善，比如在定位精度、定位频率次数、隐蔽性、用户容量等方面受到了一定的限制。