現(xiàn)代測距實質(zhì)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(fā)能力。偽距測量就是測定到接收機的距離，即由發(fā)射的測距碼信號到達GPS接收機的傳播時間乘以光速所得的距離。GPS定位系統(tǒng)采用多星高軌測距體制，以距離作為基本觀測量，通過對4顆同時進行偽距測量，即可推算出接收機的位置。由于測距可在極短的時間內(nèi)完成，即定位是在極短的時間內(nèi)完成的，故可用于動態(tài)用戶。

經(jīng)過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年，覆蓋率高達98%的24顆GPS星座已布設(shè)完成。如果發(fā)送設(shè)備所發(fā)射的測距信號經(jīng)過反射器的反射或轉(zhuǎn)發(fā)，又返回到發(fā)送點，為其接收設(shè)備所接收，進而測得測距信號所經(jīng)歷的距離。初的GPS計劃是在美國聯(lián)合計劃局的領(lǐng)導(dǎo)下制定的，該方案將24顆放置在互成1200的三個軌道上。每個軌道上有8顆，地球上任何一點均能觀測到6-9顆。

定位系統(tǒng)由以下三個部分組成：空間部分(GPS)、地面監(jiān)控部分和用戶部分。GPS可連續(xù)向用戶播發(fā)用于進行導(dǎo)航定位的測距信號和導(dǎo)航電文，并接收來自地面監(jiān)控系統(tǒng)的各種信息和命令以維持系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。這樣，粗碼精度可達100m，精碼精度為10m。由于預(yù)算的壓縮，GPS計劃不得不減少發(fā)射數(shù)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。這種發(fā)送和接收測距信號位于同一個地方的測距原理，稱為主動測距。用它所測得的站星距離和已知的在軌位置，也可推算出用戶現(xiàn)時的三維位置。這種基于主動測距原理的定位，稱為主動定位。

目前,美國正致力于進一步改善整個系統(tǒng)的功能，如通過間的相互跟蹤來確定軌道，以減少對地面監(jiān)控系統(tǒng)的依賴程度，增強系統(tǒng)的自主性。GPS接收機將重建載波與接收機內(nèi)由振蕩器產(chǎn)生的本振信號通過相位計比相，即可得到相位差。偽隨機碼又稱為偽噪聲碼，是一種可以預(yù)先確定并可以重復(fù)地產(chǎn)生和，又具有隨機統(tǒng)計特性的二進制碼序列。