Segment kosmiczny systemu GPS stanowi konstelacja 24 satelitów umieszczonych w odległości 20 162,61 km nad równikiem (w systemie GPS promień równika przejmuje się jako R=6378.137 km).Satelity te umieszczone są na sześciu stałych orbitach kołowych. Orbity satelitów są równomiernie rozłożone wzdłuż równika (co 600 długości geograficznej) i nachylone do płaszczyzny równikowej pod kontem 550. Okres obiegu ziemi przez satelitę wynosi 11h 57min 27s, tak wiec w danym miejscu na powierzchni Ziemi każdego następnego dnia konstelacja powtarza się o około osiem minut wcześniej niż dnia poprzedniego. Na każdej orbicie znajdują się cztery satelity, rozłożone tak aby zapewnić widoczność co najmniej 4 satelitów o każdej porze doby z dowolnego miejsca na powierzchni Ziemi. W rezultacie na całym obszarze Ziemi
z prawdopodobieństwem 0.9996 można oczekiwać widoczności pięciu satelitów na wysokości co najmniej
 5 stopni ponad horyzontem. Na niewielkich obszarach Ziemi, w okresach nie dłuższych niż 20 minut w ciągu doby, nie jest możliwe wyznaczenie pozycji trójwymiarowej (widoczne są mniej niż 4 satelity). Nachylenie orbit pod kotem 550 do płaszczyzny równika powoduje, ze na szerokościach geograficznych większych od 550 satelity nigdy nie są obserwowane w zenicie. Liczba widocznych satelitów zależy od szerokości geograficznej obserwatora.

Konstelacja satelitów systemu GPS