1. 衛星方面:
GPS衛星與地球相對位置不是不動的喲,GPS衛星的軌道距地面約10900海哩(20180公里),在這個軌道上繞地球一圈需12小時,所以每顆衛星每天繞地球兩圈(有人提到軌道傾角了...GPS衛星的軌道傾角為55度所以南北極區也收的到喔),GPS衛星軌道的設計讓地面上任一點同時至少會有4顆衛星可用
題外話...至於軌道環繞地球的速度,請想像在繩子的一端綁上石頭,甩起來後繩子越短,轉速越快是吧,同理越低的軌道(繩短)繞地球的速度是越快地,而距離地球表面約35790km的軌道轉速剛好是24小時/圈,所以如果衛星環繞赤道上空35790km處,在地面看衛星就是停在空中了
GPS衛星上有非常精確的鐘,為了讓所有的衛星及地面校正站還有監測站有一致的時間標準,這也是整套系統精準度的基礎,而在世界各地的監控站控制著整個系統(主控站在美國Colorado Spring 的Falcon Air Force Base),也監測著衛星健康度及訊號品質
衛星在天上持續發出兩種UHF頻率的編碼電波,傳送包含衛星位置及衛星狀態還有其他訊息,稱為L1及L2,(現在好像有更多組了,我沒有update

2.原理:
接下來的是重點了,用二匹貓的圖來解釋好了,
圖二

只收到一顆衛星,我有的資訊只有sat1的座標,所以我還不知道我和sat1的相對關係,這樣是畫不出紅圈的
圖三

現在收到兩顆衛星了,我的資訊有
1: sat1的座標
2: sat2的座標
3: 收到sat1和sat2訊號的時間差
利用以上3個資訊可解出我與
sat1的距離=d1
sat2的距離=d2
(我數學不好...

所以圖二大致成立,但要注意的是,紅色球體(半徑=d1)的"表面" 和藍色球體(半徑=d2)的"表面" "交會處" 才是我有可能在的地方,而這個交會處的樣子光用想的話是要想破頭才想得出來的(親身體驗

所以我有可能在這個圓上的任一點,很好,我們已把範圍縮小到數百公里的圓圈上

再來就是收到第三個衛星了,我實在很想自己畫一張圖,可是我的美術也不好...


同上法,求得我與sat3的距離=d3
而黃球的表面與剛剛的圓圈圈交會處就有可能是我們所在的地方,事實上我們會得到兩個可能的交會點,為什麼?不是說3顆就能定位,那是因為兩點之中一定會有一點非常接近理論上地球表面的位置,因為使用者不太可能飛入太空或是鑽入地心然後還用GPS找路,所以,就選那比較接近地表的一點,這就是2D定位啦
如果有4顆衛星到位,高度訊息成為可靠,才有3D定位出現,這就是GPS的大略原理

