GPS接收端的緯度、經(jīng)度、高度都是經(jīng)過了計(jì)算得來的。兩個(gè)球面確定一個(gè)圓，三個(gè)球面(一個(gè)球面+一個(gè)圓)可以確定兩個(gè)點(diǎn)，排除一個(gè)不在地面的點(diǎn)，就得到唯一的確定位置了。但確定球面半徑是利用衛(wèi)星信號(hào)傳輸?shù)浇邮战K端的時(shí)間差，所以需要第4顆衛(wèi)星提供相對(duì)零點(diǎn)作時(shí)間的參照系。

假設(shè)t時(shí)刻在地面待測(cè)點(diǎn)上安置GPS接收機(jī)，可以測(cè)定GPS信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間△t，再加上接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)可以確定以下四個(gè)方程式：

上述四個(gè)方程式中x、y、z為待測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)，Vto為接收機(jī)的鐘差為未知參數(shù)，其中di=c△ti，(i=1、2、3、4)，di分別為衛(wèi)星i到接收機(jī)之間的距離，△ti 分別為衛(wèi)星i的信號(hào)到達(dá)接收機(jī)所經(jīng)歷的時(shí)間，xi 、yi 、zi為衛(wèi)星i在t時(shí)刻的空間直角坐標(biāo)，Vti為衛(wèi)星鐘的鐘差，c為光速。GPS天線廠家批發(fā)

由以上四個(gè)方程即可解算出待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)x、y、z 和接收機(jī)的鐘差Vto。

這時(shí)候就有人說了，干嘛要四顆衛(wèi)星呢，三顆不就夠了嗎?想想還蠻有道理的，三個(gè)球面，交匯于一點(diǎn)，不就可以定出接收機(jī)所在的位置了嗎?但是實(shí)際上，GPS接收器在僅接收到三顆衛(wèi)星的有效信號(hào)的情況下只能確定二維坐標(biāo)即經(jīng)度和緯度，只有收到四顆或四顆以上的有效GPS衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，才能完成包含高度的3D定位。