Nach dem Beschluss zum Bau von GPS begann 1974 die Konzept- und Testphase. Kernstücke waren die Navigation Technology Satellites NTS 1 und NTS 2, die vom U.S. Naval Reserach Laboratory (NRL) im Auftrag des U.S. Department of Defense entwickelt wurden.

Ziel der Testphase war vor allem, die "Pseudo Random Noise Code" Modulation zu erproben. Mit dieser neuen Modulationstechnik war es erstmals möglich, dass alle Satelliten auf den gleichen Frequenzen L1 und L2 senden, ihre Signale dennoch von einem Empfänger am Boden unterschieden werden können. Mit zwei Satelliten ist eine Positionsbestimmung noch nicht möglich, aber Zeitvergleiche wurden durchgeführt.

1978 / 1979 hat das Naval Research Lab die Stationen Washington, Greenwich, Wettzell und Orroral zu einem ersten Zeitvergleichsexperiment eingeladen. Die Daten wurden mit dem NTS Time Transfer Receiver empfangen und dem NRL mit einem Silent 700 Akustikkoppler und Telefon über einen internationalen Rechnerverbund - einem Vorläufer des Internets - echtzeitnah geschickt. Die Beobachtungen dienten zur Berechnung der Satellitenbahnen und zur Ermittlung der Zeitdifferenzen der Bodenuhren.