Trilateración
Tres esferas se cruzan en dos puntos; el 4º satélite resuelve la ambigüedad.
Relojes atómicos
Cada satélite lleva un reloj de cesio — precisión de 10 ns.
La relatividad importa
Los relojes GPS derivan 38 µs por día — Einstein va dentro.
Almanaque y efemérides
El receptor GPS utiliza el almanaque para conocer la posición general de los satélites y las efemérides para cálculos precisos. Como las efemérides cambian cada pocas horas, el GPS asistido (A-GPS) las descarga por internet para evitar esperas al iniciar la navegación.
Seguimiento de fase
Al medir la fase de la onda portadora de 1.5 GHz en lugar de solo el código de datos, los dispositivos modernos logran precisión de centímetros. La nueva frecuencia L5 elimina errores causados por la ionosfera, permitiendo un posicionamiento exacto incluso en ciudades densas.
Retraso ionosférico
La ionosfera ralentiza las señales GPS, provocando errores de posicionamiento. Los receptores avanzados comparan las frecuencias L1 y L5 para eliminar este error, mientras que los dispositivos comerciales usan el modelo matemático Klobuchar para estimar el retraso atmosférico según los coeficientes enviados por los propios satélites.
El código PRN
Las señales GPS llegan a la Tierra con una potencia inferior al ruido de fondo. Se extraen mediante códigos de Ruido Pseudo-Aleatorio (PRN) únicos para cada satélite. El receptor sincroniza su propia copia del código con la señal recibida, permitiendo identificar múltiples satélites en la misma frecuencia.