Trilatération
Trois sphères se croisent en deux points ; le 4e satellite lève l'ambiguïté.
Horloges atomiques
Chaque satellite porte une horloge césium — précision 10 ns.
La relativité compte
Les horloges GPS dérivent de 38 µs/jour — Einstein est intégré.
L'almanach et l'éphéméride
Pour se localiser, un récepteur utilise l'almanach (données orbitales vagues) et l'éphéméride (coordonnées ultra-précises). Ces données sont transmises lentement par satellite, c'est pourquoi l'A-GPS utilise le réseau mobile pour les télécharger instantanément et accélérer le verrouillage du signal.
Phasage de la porteuse
La précision centimétrique est atteinte en mesurant la phase de l'onde porteuse de 1,5 GHz plutôt que le simple code de données. L'ajout de la fréquence civile L5 permet aussi de corriger les erreurs de réfraction causées par l'ionosphère, améliorant la fiabilité urbaine.