جی پی اس یا در حقیقت به اختصار نوشتاری جی.پی.اس (GPS) که مخفف عبارت Global Positioning System می باشد، به معنای سیستم تعیین موقعیت جهانی است. جی پی اس یک سیستم ناوبری متشکل از 32 ماهواره موجود در مدار کره زمین است که به سفارش وزارت دفاع ایالات متحده ساخته شده و از سال ۱۹۸۰ استفاده آن برای کاربری عموم آزاد می باشد. این سیستم تعیین موقعیت جهانی (GPS) امکان تعیین پارامترهایی همچون زمان، موقعیت مکانی و سرعت کاربر را روی سطح زمین در یک چهارچوب مختصاتی جهانی مشخص، در صورت عدم وجود مانع در مسیر دید حداقل چهار ماهواره تا کاربر، در هر شرایط آب و هوایی فراهم می کند.
اولین ماهواره از سری ماهواره های جی پی اس یا همان (GPS) در سال ۱۹۷۸ به فضای پرتاب شد. هدف اصلی و نخستین از طراحی جی پی اس، اهداف نظامی خصوصا در حوزه تعیین موقعیت و ناوبری بود. از سال ۱۹۸۰ به بعد کاربری های غیرنظامی این سیستم نیز در دسترس قرار گرفت. این سامانه در سال ۱۹۹۵ و با تکمیل شمار ماهواره‌ها، به توان پیش‌بینی شده خود دست یافت. افتخار اختراع این سامانه به راجر ال استون، ایوان ای گتینگ و برادفورد پارکینسون از آزمایشگاه فیزیک پیشرفته ایالات متحده تعلق دارد. در حال حاضر این سامانه متشکل از 32 ماهواره (31 ماهواره فعال) حاضر در مدار کره زمین است.
جی‌پی‌اس (GPS) از سه بخش اساسی بخش فضایی (Space Segment)، بخش کنترل زمینی یا ایستگاه کنترل زمینی (Control Segment) و بخش کاربر (User Segment) تشکیل شده است که در ادامه به توضیح مختصری پیرامون این بخش ها پرداخته خواهد شد:
این بخش در حقیق مربوط به خارج از اتمسفر زمین خواهد بود که متشکل از ۲۴ تا ۳۲ ماهواره حاضر در مدار میانی زمین است.
از یک ایستگاه اصلی کنترل زمینی MCU) Master Control Station)، یک ایستگاه اصلی کنترل زمینی دیگر به عنوان پشتیبان، یک میزبان آنتن‌های اختصاصی و اشتراکی برای سامانه و ایستگاه‌های پایش تشکیل شده است.
امروزه این بخش متشکل ازمیلیون ها کاربر نظامی و غیر نظامی است که با استفاده از گیرنده های کاربر زمینی در موارد مختلفی همچون هدایت موشک ها و ناوگان جنگی، نقشه برداری، ناوبری خودروها و تعیین موقعیت با استفاده از اپلیکیشن های موبایل، هدایت ماشین آلات صنعتی، خطوط هوایی و کشتیرانی، مدیریت اطلاعات مکانی و … استفاده می کنند.
ماهواره‌های جی پی اس (GPS)، در مدارهای دقیق هر روز ۲ بار به‌دور زمین می‌‌گردند (در هر مدار 4 ماهواره وجو دارد) و اطلاعاتی را به زمین مخابره می‌کنند. گیرنده‌های جی پی اس زمینی این اطلاعات را دریافت کرده و با انجام محاسبات ریاضی و هندسی، محل گیرنده را نسبت به مرکز زمین محاسبه می‌کنند. در واقع گیرنده زمان ارسال سیگنال از ماهواره را با زمان دریافت آن مقایسه می‌‌کند. از اختلاف این دو زمان، فاصله گیرنده از ماهواره تعیین می‌‌گردد. موقعیت و مختصات دقیق ماهواره ها در هر لحظه با دقت بسیار بالا به همراه سایر داده ها به گیرنده ارسال می شود. گیرنده جی پس اس زمینی برای محاسبه موقعیت و زمان خود به محاسبه چهار پارامتر هندسی مکانی و زمانی نیاز دارد. این امر در صورت مشاهده حداقل چهار ماهواره توسط گیرنده جی پی اس زمینی امکان پذیر است. به طبع هرچه تعداد ماهواره های مشاهداتی از جانب گیرنده جی پی اس زمینی بیشتر باشد در نهایت درجه آزادی مشاهدات انجام گرفته بیشتر خواهد بود. با ادامه دریافت اطلاعات از ماهواره‌ها گیرنده جی پی اس زمینی اقدام به محاسبه سرعت، جهت، مسیر پیموده شده، فواصل طی شده، فاصله باقی مانده تا مقصد، زمان طلوع و غروب خورشید و بسیاری اطلاعات مفید دیگر، می‌نماید.
دقت سیستم های جی پی اس (GPS) بسیار بالاست. به طوریکه شما در هر زمان و با وجود هر گونه شرایط بد آب و هوایی می توانید به راحتی از موقعیت و مسیر مورد نظر خود اطلاعات لازم را کسب کنید. دقت جی پی اس معمولا بازه ای بین 2 تا 5 متر است و بستگی به عواملی همچون زمان اندازه گیری در روز، موقعیت کاربر، دید آسمانی باز، شرایط اتمسفر، وجود سازه های مرتفع در اطراف و … دارد. عوامل ایجاد کننده خطا بر جی پی اس در مقاله ای جداگانه بررسی می گردند.
همان طور که پیش تر توضیح داده شد یکی از موارد کاربرد گیرنده های جی پی اس (GPS) در علم و عملیات نقشه برداری است. از نام زمینه کاربری این گیرنده ها مشخص است که گیرنده جی پی اس نقشه برداری وظیفه تهیه نقشه، نقطه برداری، پیاده سازی نقاط و تعیین حدود و حریم یک فضای مشخص روی زمین را به عهده دارد. امروزه گیرنده های جی پی اس ابزاری سنتی به شمار می روند و این گیرنده ها جای خود را به گیرنده های جی ان اس اس (GNSS) نقشه برداری داده اند. پیرامون گیرنده های جی ان اس اس (GNSS) نقشه برداری به صورت مفصل در مقاله ای دیگر صحبت خواهد شد. از کاربری گیرنده های جی پی اس نقشه برداری می توان به نقشه برداری راه و ساختمان، تعیین حدود اراضی مسکونی، کشاورزی و منابع طبیعی، برداشت و پیاده سازی مبلمان شهری، برداشت و پیاده سازی خطوط نیرو ازجمله لوله های گاز، آب و فاضلاب، فیبر نوری و بسیاری موارد دیگر اشاره کرد.
شرکت کاوش گران نوآور (تکنو)، به عنوان یکی از تولید کنندگان گیرنده های جی پی اس (GPS) نقشه برداری، گیرنده جی پی اس XiMA S10 و گیرنده جی پی اس XiMA S10 L را به منظور کاربری های دقیق نقشه برداری روانه بازار ایران کرده است. از جمله سایر گیرنده های این مجموعه می توان به Miniature M20 اشاره نمود که در حال حاضر تولید آن متوقف شده و جز محصولات پیشین شرکت تکنو محسوب می گردد. تمامی گیرنده های جی پی اس نقشه برداری فوق از جمله گیرنده های جی پی اس Hiro بوده و دارای گارانتی و خدمات پس از فروش داخل ایران می باشند.