Avant d'aller plus loin dans la description des satellites qui constituent le réseau, il est indispensable de bien comprendre son principe de fonctionnement.

Imaginons un utilisateur fixe et supposons que son emplacement lui permette d'être en vue de trois satellites simultanément. A intervalles de temps réguliers, chacun de ces satellites émet un signal sur une fréquence qui lui est propre. Ce signal contient un code qui indique l'heure précise à laquelle l'émission a eu lieu. Quand le récepteur reçoit les signaux des satellites, il les analyse et détermine le retard (noté r), c'est à dire la durée qui s'est écoulée entre le moment où le signal a été émis et celui où il est reçu. Sachant qu'une onde électromagnétique se déplace à la vitesse de la lumière (c = 300 000 km/s), le récepteur est capable de calculer la distance d à laquelle il se trouve de chacun des satellites :

Ainsi, le recoupement des positions des trois satellites permet au récepteur de définir trois coordonnées d'espace, et ainsi de préciser sa position exacte. Cela dit, le problème de la mesure du temps se pose très vite, car elle doit être d'une précision extrême. Deux solutions sont apportées. D'une part, les satellites sont équipés d'horloges atomiques; d'autre part, le récepteur analyse les signaux de non pas trois, mais quatre satellites. Le quatrième sert justement à évaluer l'erreur de son horloge interne, et un petit sous-système correcteur se charge de l'annuler.