Il funzionamento del sistema GPS è legato a 27 satelliti orbitanti di cui 24 effettivamente operativi e tre di riserva. Le orbite sono circolari su 6 piani orbitali paralleli inclinati di 55° rispetto al piano dell’equatore. Ogni satellite si trova a circa 20 Km della terra e compie due rotazioni del pianeta al giorno. Le orbite dei satelliti sono studiate in modo che in ogni momento ogni punto della terra venga visto da almeno 4 satelliti contemporaneamente.
Oltre ai satelliti, ci sono anche 4 stazioni di controllo a terra che si occupano costantemente di verificare lo stato dei satelliti, di correggere i loro orologi atomici e la loro posizione orbitale. Senza queste stazioni terrestri il sistema non sarebbe in grado di funzionare a lungo.
La manutenzione del sistema deve essere costante e continuata. Si calcola infatti che un’eventuale sospensione della stessa provocherebbe un decadimento del sistema nel giro di pochi giorni e la sua completa inutilità dopo circa 2 settimane.
E’ evidente che in un sistema così preciso anche il ricevitore debba avere degli standard tecnologici di altissimo livello. Considerando che un navigatore per auto o moto non può certo imbarcare orologi atomici da 150.000 Euro, si è pensato di usare orologi capaci di mantenere un’estrema precisione per brevi periodi che però si sincronizzano frequentemente con l’orologio dei satelliti