Навигация осуществляется с использованием знаний в области астрономии, картографии и геодезии. Основной задачей является поиск самого короткого пути до точки назначения, определение своего местонахождения, а также скорости движения и его направления. Спутниковые навигаторы разработаны для этих целей, все они используют Всемирную систему определения координат – GPS. Она была разработана Министерством обороны США во второй половине прошлого века и уже через десять лет стала доступной для использования гражданскими лицами. Точность определения координат для гражданских лиц и всех структур, кроме военных была снижена. Доступ к системе полностью бесплатный в любой стране. Достаточно приобрети спутниковый навигатор, включить его и он автоматически подключится к системе GPS, которая работает круглые сутки в любых погодных и климатических условиях.
Спутниковый навигатор определяет свое местонахождение и другие параметры, получая данные со спутников, всего их в системе 24. На случай непредвиденных обстоятельств в резерве находятся несколько дополнительных спутников. Еще есть 4 наземные станции слежения, системы связи и центральный пункт управления.
Для определения точных координат своего местонахождения навигатор должен получать сигнал минимум от четырех спутников одновременно. В каждом сигнале содержится важная информация о псевдослучайном коде, эфемеридах и альманахе. Спутник сообщает номер, присвоенный ему на данный момент, параметры орбиты, на которой он находится, дату, точное время и прогноз задержки распространения сигнала. В альманахе содержится информация о том, где будут находиться все 24 спутника системы в течение дня и каково будет их состояние (рабочее или не рабочее). Используя информацию о времени, необходимом для прохождения сигнала, о координатах спутника навигатор определяет, где он находится относительно тех спутников, сигналы которых он уловил.
Орбиты и координаты спутников контролируются наземными станциями слежения, передающими данные в центр управления. Здесь проводятся необходимые уточнения и поправки. Затем данные заносятся в альманах и отправляются на спутники, а те в свою очередь передают полученные данные на все работающие GPS навигаторы. Это основной принцип работы системы. Есть еще огромное количество дополнительных мер, делающих навигацию более точной. К ним относится синхронизация часов спутника и навигатора, система снижения ошибки интерференции (отражение сигнала спутника от зданий, гор и т.д.). Благодаря внесению постоянных улучшений современные GPS навигаторы могут определять местонахождение с поправкой всего 5 метров, а высоту — с поправкой до 10 метров.