Период повторения кода очень велик, а каждый GPS-приемник имеет собственный генератор, работающий на той же частоте и модулирующий сигнал по тому же закону, что и генератор спутника. Таким образом, по времени задержки между одинаковыми участками кода, принятого со спутника и сгенерированного самостоятельно, можно вычислить время распространения сигнала, а, следовательно, и расстояние до спутника.

Одной из основных технических сложностей описанного выше метода является синхронизация часов на спутнике и в приемнике. Даже мизерная, по обычным меркам, погрешность может привести к огромной ошибке в определении расстояния. Каждый спутник несет на борту высокоточные атомные часы. Понятно, что устанавливать подобные часы в каждый приемник невозможно. Поэтому для коррекции ошибок в определении координат из-за погрешностей встроенных в приемник часов используется некоторая избыточность в данных, необходимых для однозначной привязки к местности.

Псевдослучайный код служит также для идентификации передающего спутника. Все спутники пронумерованы от 1 до 32, и этот номер показывается на экране GPS-приемника во время его работы. Количество номеров больше, чем число спутников. Это облегчает обслуживание GPS-сети: новый спутник может быть запущен, проверен и введен в эксплуатацию еще до того, как старый выйдет из строя. Такому спутнику просто будет присвоен новый номер (от 1 до 32). Данные эфемерид, постоянно передаваемые каждым спутником, содержат важную информацию: точные параметры орбиты, текущую дату и точное время, прогноз задержки распространения радиосигнала в ионосфере (скорость света меняется при прохождении разных слоев атмосферы), а также сведения о работоспособности спутника.

Данные альманаха содержат служебную информацию о том, где в течение дня должны находиться все GPS-спутники и их состояние (рабочее или нерабочее).

Ваш GPS-приемник получает сообщение от спутника и запоминает эфемериды и данные альманаха для дальнейшего использования. Эта же информация используется для установки или коррекции часов приемника.

Для определения своего местоположения GPS-приемник сравнивает время отправки сигнала со спутника со временем его получения на Земле. Эта разница во времени говорит приемнику о расстоянии до конкретного спутника.

Основой идеи определения координат GPS-приемника является вычисление расстояния от него до нескольких спутников, расположение которых считается известным, (эти данные содержатся в принятом со спутника альманахе). В геодезии метод вычисления положения объекта по измерению его удаленности от точек с заданными координатами используется для триангуляции.

Если известно расстояние XI до одного спутника, то координаты приемника определить нельзя (он может находиться в любой точке сферы радиусом XI, описанной вокруг спутника). Пусть известна удаленность Х2 приемника от второго спутника. В этом случае определение координат также невозможно - объект находится где-то на окружности, которая является пересечением двух сфер с радиусами XI и Х2. Расстояние ХЗ до третьего спутника сокращает не­определенность в координатах до двух точек. Этого уже достаточно для однозначного определения координат - дело в том, что из двух возможных точек расположения приемника лишь одна находится на поверхности Земли (или в непосредственной близи от нее), а вторая, ложная, оказывается либо глубоко внутри Земли, либо очень высоко над ее поверхностью. Таким образом, теоретически для трехмерной навигации достаточно знать три расстояния от приемника до трех спутников. Однако, в жизни все не так просто.

Приведенные выше рассуждения были сделаны для случая, когда расстояния от точки наблюдения до спутников известны с абсолютной точностью. Разумеется, как бы ни изощрялись инженеры, некоторая погрешность всегда имеет место (хотя бы из - за неточной синхронизации часов приемника и спутника, зависимости скорости света от состояния атмосферы и т.п.). Поэтому для определения трехмерных координат приемника привлекаются не три, а минимум четыре спутника.

Получив сигнал от четырех (или больше) спутников, приемник ищет точку пересечения соответствующих сфер. Если такой точки нет, процессор приемника начинает методом последовательных приближений корректировать свои часы до тех пор, пока не добьется пересечения всех сфер в одной точке.

Следует отметить, что точность определения координат связана не только с прецизионным расчетом расстояния от приемника до спутников, но и с величиной погрешности задания местоположения самих спутников. Для контроля орбит и координат спутников существуют четыре наземных станции слежения, системы связи и центр управления, подконтрольные Министерству Обороны США. Станции слежения постоянно ведут наблюдения за всеми спутниками системы и передают данные об их орбитах в центр управления, где вычисляются уточнённые элементы траекторий и поправки спутниковых часов.

Указанные параметры вносятся в альманах и передаются на спутники, а те, в свою очередь, отсылают эту информацию всем работающим приемникам. Кроме перечисленных, существует еще масса специальных систем, увеличивающих точность навигации. Отметим здесь, например, особые схемы обработки сигнала, которые снижают ошибки от интерференции (взаимодействия прямого спутникового сигнала с отраженным сигналом от зданий, сооружений и тому подобных объектов).