全世界的導航系統發展，更是歷經無數波折。 1957年10月4日，蘇聯發射了全世界第一顆人造地球衛星「斯普特尼克1號」，迅速激起美國人的危機感。 這場被美國人稱為「斯普特尼克時刻」的危機，直接刺激了GPS的誕生。甚至在2007年俄羅斯紀念「斯普特尼克1號」上天50周年之際，美國人同樣舉行了緬懷儀式，感謝前蘇聯帶來的刺激。
蘇聯第一顆人造衛星上天之後，美國也在對這顆人造衛星進行檢測，美國霍普金斯大學應用物理實驗室科學家比爾·蓋伊和喬治·威芬巴赫發現了一個現象，那就是這顆衛星的頻率出現了偏移，經研究發現是相對運動引起的都卜勒頻移效應。他們發現，如果在地面上架設多部接收機，就可以根據接收到的信號的不同頻差推算出衛星的具體位置。
他們將這個研究成果上報給實驗室主任弗蘭克·麥克盧爾，說他們已經實現了對蘇聯衛星的都卜勒定位跟蹤。
弗蘭克主任當時在做海軍的「子午衛星系統」，即研究如何給軍艦定位。聽到兩位科學家的匯報後，他眼前一亮：既然你們能夠發現衛星在哪裡，如果把問題反過來，通過多顆已知位置（實際需要4顆，3顆用於三維定位，另一顆用於校正誤差）的衛星，同樣可以確定地面信號接收器的位置。
目前，世界四大全球系統包括：已經建成並且投入全球完全服務的美國的GPS和俄羅斯的GLONASS，即將完成全球組網實現全球完全服務的中國北鬥系統和歐洲的伽利略系統。
區域系統，則有日本的準天頂衛星系統（QZSS）和印度區域導航衛星系統（IRNSS）。
全球四大導航系統中，GPS的前身NNSS實際上1957年就開始研發，GPS於1973年開始立項，綜合實力最強。
俄羅斯GLONASS系統是1976年蘇聯時代開始建設，1996年1月18日正式建成，但GLONASS在20世紀90年代後期經歷俄羅斯經濟動蕩，直到2003年才開始全面升級和發展，並於2011年年底實現全球覆蓋。
GLONASS的抗幹擾能力較強，但衛星工作壽命較短。目前，GLONASS的全球定位精度約為5m，俄羅斯境內在增強系統的輔助下精度可達0.5m，隨著GLONASS現代化的進程，預計未來幾年，其定位精度可與GPS相當。
伽利略系統是歐空局與歐盟在1999年合作啟動，2005年首顆試驗衛星成功發射，2008年開通定位服務。伽利略系統是純民用系統，其他三大全球導航系統都是軍民兩用，都擁有精度更高、抗幹擾能力更強的軍用信號。
此外，伽利略系統不具備星間鏈路技術，而北鬥、GPS、GLONASS都有。有了星間鏈路，哪怕沒有全球建站，也可以跟所有衛星相連。但沒有星間鏈路，衛星就只好各自為戰，一旦地面站出問題，整個星鏈會因為缺乏自主運行能力而陷入癱瘓。
北鬥系統1994年立項，其實起步比伽利略還早，並呈現加速發展狀態。