A GPS működésének alapelvei igen egyszerűek. Ezeknek az ötleteknek a gyakorlatba való álültetéséhez, valamint a rendszer rendkívül pontos működéséhez napjaink legfejlettebb technikájára van szükség.
Az alap-rendszer felépítése:
- 24 db, 12 órás keringési idejű műholdból (6 pályasíkon egymáshoz képest 30 fokkal elforgatva, az egyenlítôhöz viszonyított pályaelhajlás 55 fok),
- 5 db földi ún. monitor állomás, 4 feltöltô és 1 központi vezérlô
- GPS vevôberendezés, amelybôl számtalan lehet, a Föld bármely pontján
A műholdas helymeghatározó rendszer gyakorlatilag egy "egyszerű" idômérésbôl kiszámított távolságmérésen alapul. Mivel ismerjük a rádióhullámok terjedési sebsségét, ha van két nagyon pontos óránk, és ismerjük a rádióhullám kibocsátásának és beérkezésének idejét, ezek alapján meghatározhatjuk a forrás távolságát. Ez a meghatározási módszer nem egyszerű folyamat. Az áttekinthetôség kedvéért az alábbi fôbb részekre bontjuk e technikát:
Az adott helyzetű műholdaktól való távolságok ismeretében a keresett pont koordinátáinak számítása
Távolságmérés rádióhullámok segítségével
A távméréshez szükséges igen nagy pontosságú idômérés
A műhold pontos helyének meghatározása
A GPS jel ionoszférikus és atmoszférikus késleltetésének és torzításának figyelembevétele