如果發送設備所發射的測距信號經過反射器的反射或轉發，又返回到發送點，為其接收設備所接收，進而測得測距信號所經歷的距離。這樣，粗碼精度可達100m，精碼精度為10m。由于預算的壓縮，GPS計劃不得不減少發射數量，改為將18顆分布在互成600的6個軌道上，然而這一方案保障不了的可靠性。GPS已經經歷了代和第二代，現在已升級到第三代，以保持其在導航定位系統的霸主地位，從目前來看，GPS是范圍內精度高、覆蓋范圍的導航定位系統。
用戶則用GPS接收機來測定從接收機至GPS的距離，并根據星歷所給出的觀測瞬間在空間的位置等信息求出自己的三維位置、三維運動速度和鐘差等參數。現代測距實質上是使用無線電信號測量其傳播時間來推算距離。可以測量往返傳播延遲，也可以測量單程傳播延遲。往返傳播測距即主動測距，要求與用戶均具備收發能力。偽距法單點定位，就是利用GPS接收機在某一時刻測定與4顆以上GPS的偽距，及從導航電文中獲得的瞬時坐標，采用距離交會法求出天線在WGS-84坐標系中的三維坐標。
GPS實時差分定位的原理是在已有的地心坐標點上安放GPS接收機（稱為基準站），利用已知的地心坐標和星歷計算GPS觀測值的校正值，并通過無線電通信設備（稱為數據鏈）將校正值發送給運動中的GPS接收機（稱為流動站）。地面監控系統還能通過注入站向發布各種指令，調整的軌道及時鐘讀數，修復故障或啟用備用件等。在深空通信場合，利用偽隨機編碼信號可以實現低信噪比接收，大大改善了通信的可靠性，且可實現碼分多址通信。此外，利用偽隨機編碼信號可以實現的保密通信。這些特點正符合GPS系統的技術要求。
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