Le segment spatial comprend les satellites eux-mêmes. Ils sont appelés satellites NAVSTAR . L'acronyme NAVSTAR se compose des premières lettres des mots de l'expression NAV igation S atellite T iming A nd R anging (système de navigation par repérage de temps et mesurage de distances). Le système exige au total 24 satellites. Chaque satellite doit durer environ 10 ans. Des satellites de remplacement sont lancés à intervalles réguliers, même lorsqu'ils ne sont pas nécessaires. En fait, 28 satellites sont actuellement (janvier 2001) utilisés puisque certains des plus vieux satellites fonctionnent encore très bien.

Satellite du bloc 2A avant le lancement Source: www.nasa.gov

Représentation artistique d'un satellite du bloc 2A dans l'espace Source: www.nasa.gov

Les satellites du GPS complètent deux orbites par jour à 20 200 km au-dessus de la Terre. Pour avoir une idée de ce que représente cette distance, comparons-la à l'altitude de vol habituelle des avions commerciaux qui est de moins de 12 km et à l'orbite de la Station spatiale internationale qui se situe à environ 370 km au-dessus de la Terre.

Chaque satellite du GPS émet en continu des signaux radio, un peu comme la station radio locale que vous écoutez. Ces signaux portent beaucoup d'information utilisée par les « récepteurs GPS » (dont certains ressemblent beaucoup à un poste de radio portatif) pour déterminer le lieu ou la position (latitude, longitude et hauteur) du récepteur à la surface de la Terre. En d'autres termes, le récepteur répond à la question « Où sommes-nous ? ».

En tout temps du jour ou de la nuit, il y a au moins quatre (habituellement davantage) satellites au-dessus de l'horizon dans le ciel. C'est important car notre récepteur GPS doit utiliser l'information fournie par au moins quatre satellites pour calculer notre position.