Trilateration
Drei Sphären schneiden sich in zwei Punkten — der vierte Satellit löst die Mehrdeutigkeit.
Atomuhren
Jeder Satellit trägt eine Cäsium-Uhr — Genauigkeit auf 10 Nanosekunden.
Relativität zählt
GPS-Uhren ticken pro Tag um 38 µs anders als auf der Erde — Einstein ist eingebaut.
Almanach und Ephemeriden
Empfänger nutzen Almanach-Daten für grobe Satellitenpositionen und hochpräzise Ephemeriden für exakte Berechnungen. Da Ephemeriden nur wenige Stunden gültig sind und langsam übertragen werden, nutzen Smartphones Assisted GPS (A-GPS), um diese Daten schneller über das Internet zu laden.
Trägerphasen-Messung
Moderne Geräte nutzen nicht nur den Daten-Code, sondern messen die Phase der 1,5-GHz-Trägerwelle. Da deren Wellenlänge nur 19 cm beträgt, ermöglicht dies eine Genauigkeit im Zentimeterbereich. Neue L5-Frequenzen korrigieren zudem Signalfehler, die durch die Ionosphäre der Erde entstehen.