GPS: موقعیت، زمان و فاصله

 با استفاده از مختصات ماهواره ها و با تعیین فاصله گیرنده از ماهواره، موقعیت گیرنده GPS محاسبه می شود و با اندازه گیری زمان سیرسیگنال رادیویی از ماهواره تا گیرنده، فاصله تعیین می شود. اما مختصات ماهواره چگونه تعیین شده و زمان چگونه اندازه گیری می شود؟ این مبحث تعیین موقعیت ماهواره ای است که می دانیم چیست، چه کار می کند، اما نمی دانیم چگونه کار می کند.  بطور کلی تعیین موقعیت ماهواره ای یک مسئله سه ضلع بندی می باشد. مختصات گیرنده را با دانستن موقعیت سه ماهواره و اندازه گیری فاصله بین این ماهواره ها و گیرنده می توان محاسبه نمود. فاصله بین گیرنده و ماهواره با ضرب نمودن زمان سیر سیگنال رادیویی در سرعت سیر امواج (سرعت نور) بدست می آید. اما چگونه می توان موقعیت ماهواره ها را بطور دائم کنترل نمود؟ مدار حرکت ماهواره ها بطور کامل و دقیق قابل تعیین نبوده و بر اثر تاثیرات ناشی از نیروهای اجرام سماوی تغییر می کنند. از آنجایی که سیگنال های رادیویی با سرعتی برابر با ۳۰۰۰۰۰ km/s حرکت می کنند، عدم دقت در اندازه گیری زمان به میزان یک نانو ثانیه (۱۰-۹S) منجر به خطایی برابر با ۳۰cm در اندازه گیری فاصله خواهد شد و این در حالی است که با گیرندهه ای ژئودتیک دقت های در حد سانتیمتر قابل دستیابی می باشند.