了解了GPS卫星的基本组成后，那么GPS卫星是如何实现其定位功能的呢？其基本原理是将无线电信号发射台从地面搬到卫星上，组成一颗卫星导航定位系统，应用无线电测距交会的原理，由三个以上的地面已知点（控制站）交会出卫星的位置，反之，利用三颗以上卫星的已知空间位置也可以交会出地面未知点的位置。GPS卫星发射测距信号和导航电文，导航电文中含有卫星的位置信息，用户使用GPS接收机在某一时刻同时接收三颗以上的GPS卫星信号，测量出测站点至三颗以上GPS卫星的距离并解算出该时刻GPS卫星的空间坐标，据此利用距离交会法解算出测站的位置。（如右图所示）

GPS导航定位系统具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位的能力，该系统在导航定位方面具有诸多的优点，概括起来主要有以下几个方面：（1）定位精度高。通过很多应用实践已经证明，在基线边长为300-1500m工程精密定位中，1小时以上观测的解算，其平面位置误差小于1mm，并且基线边长越长，越能突显GPS定位精度高的优势。（2）观测时间短。由于GPS系统的不断完善，软件不断更新，目前20km以内相对静态定位，仅需15~20分钟，快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15km以内时，流动站只需观测1~2分钟，动态相对定位测量时，流动站出发时观测1~2分钟，然后可随时定位，每站观测仅需几秒钟。（3）测站间无须通视。GPS测量不要求站点间相互通视，只需测站上空开阔即可。（4）可提供三维坐标。经典大地测量将平面与高程采用不同方法施测，而GPS可同时精确测定测站点的三维坐标，目前GPS水准可达到四等水准测量的精度。（5）操作简便。随着GPS机不断改进，自动化程度越来越高，体积也越来越小，重量越来越轻，有的已达“傻瓜化”的程度。（6）全天候作业。使用GPS测量，不受时间限制，24小时都可以工作，也不受起雾、刮风、下雨下雪等气候的影响。（7）功能多、应用广。GPS系统不仅可用于测量，还可用于测速、测时。测速精度可达0.1m/s，测时精度可达几十毫秒。

得益于GPS导航定位本身所具有的诸多优点，因此，GPS导航定位系统在许多民用领域都得到广泛的应用，并出现了与GPS系统相关的产业。

GPS为交通工具导航并对其进行实时监测。首先在远洋和近海实现了普及应用，尤其是我国已有10万条渔船装备了GPS接收机，占我国全部渔船的1/3；我国民航对GPS导航也很重视，对卫星导航广域差分加强系统的建设很关心； 陆上交通车辆对GPS的应用是最为广泛的领域，GPS车辆系统的功能一般可分为自我导航和中心对车辆定位与调度指挥（如出租汽车的调度，公安、银行、保险以及运输危险物品等部门对车辆的跟踪监控，失窃车辆的自动定位告警等）两类，例如天津交通集团营运车辆GPS安全监控系统对集团所属3291部各类营运车辆实行了24小时全天候监控服务，通过监督监控超速、脱线行驶等违法、违章车辆，集团各运输企业平均违章行驶率已从66％下降到5％以下，使集团安全生产工作逐步完成了运输生产从静态管理向动态管理、从传统型管理向科学技术管理、从事故后处理向预先防控的重大转变。