《GPS 衛星測量》的作者、緬因大學空間資訊科學系教授阿爾弗雷德·萊克 (Alfred Leick) 提供了以下答案。
全球定位系統 (GPS) 由 24 顆執行衛星和幾顆備用衛星組成。其中一些備用衛星也在使用中，或者一旦執行衛星出現故障就可以立即啟用。考慮到這麼多衛星的特定軌道，觀察者可以從地球上任何位置的任何時間看到至少四顆衛星。
使用 GPS 的方法或多或少是複雜的，具體取決於所需的定位精度和速度。舉一個簡單的例子，假設衛星的軌道位置可以在任何時間相對於地球進行精確計算。進一步假設地面上的 GPS 接收器可以同時測量接收器與至少三顆衛星之間的距離。透過用三個座標（例如緯度、經度和高度）定義接收器位置，可以很容易地寫出三個方程，將三個距離觀測值與衛星的已知座標和接收器的未知座標聯絡起來。這三個方程可以求解三個未知數。
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到衛星的距離是透過定時衛星傳輸的訊號測量的，這些訊號以光速傳播到地面的接收器。由於光速很高，因此必須準確記錄衛星處的訊號傳輸瞬間和接收器天線處的訊號接收瞬間，以便距離以及隨後的位置計算準確。衛星實際上攜帶原子鐘。相比之下，接收器包含便宜且因此不太精確的時鐘。因此，我們必須允許在接收器定時到達的衛星訊號時發生計時錯誤。由於從所有衛星到達接收器的訊號是同時測量的，因此距離測量值都因相同的接收器時鐘誤差而偽造，必須計算該誤差才能確定準確的位置。因此，接收器的完整位置確定需要四個未知數：接收器時鐘誤差和三個接收器座標。測量到至少四顆衛星的距離可以建立四個方程，可以求解這四個未知數。這導致了一個真正的全球定位系統的基本要求，即從地球上的任何位置在任何時候都至少可以看到四顆衛星。實際上，接收器會觀察所有可見衛星，以確定接收器時鐘和位置的最佳估計值。
上述解決方案通常稱為導航解決方案。這種型別的計算在幾乎所有接收器中實現，包括廉價的手持裝置。除了確定位置外，時間精度也優於一微秒。因此，GPS 接收器對於遠端時鐘之間的時間同步非常有價值。時間同步是現代網際網路、電話、電視廣播和許多其他通訊手段中的一個重要組成部分。
仔細研究基本理論和技術可以很容易地發現，GPS 定位絕非簡單。對於使用 GPS 從此處到達彼處的徒步旅行者和駕車人士來說，這可能沒什麼意義。但是對於科學家來說，GPS 是一種用途廣泛的工具，應用範圍從電離層和對流層研究到地殼變形。工程應用列表同樣很長。GPS 確實已成為一項國家公用事業。
最初發表於 2002 年 6 月 3 日。