Wenn man sein Handy einschaltet, aktiviert man einen Chip, der nur für das GPS zuständig ist. Auch die früheren Handhelds und PDAs brauchten diesen Prozessor. Er hat außerdem eine kleine Antenne, mit der die GPS-Daten empfangen werden können. Es reicht aber nicht aus, nur Signale von einem Satelliten zu bekommen. Um eine Position genau bestimmen zu können, muss man Kontakt zu mindestens vier, besser mehr Satelliten haben.
Die Satelliten senden permanent Signale aus. Das Empfangsgerät berechnet aus der Zeit und dem Signal dann eine Position auf dem Raster von Längen- und Breitengrad. Das Signal des Satelliten ist ein Radiosignal, das theoretisch auch mit einem Radioempfänger gehört, aber nicht verstanden werden kann. Neben der Position wird auch die Uhrzeit gesendet.
Zeit ist ein wichtiger Faktor
Der GPS-Chip kann die Frequenzen der Signale empfangen, braucht aber auch eine genaue Uhr. Er kann nun aus der Differenz der Uhrzeiten ermittelt, wie weit der Satellit entfernt ist. Hat man vier Signale zur Hand, kann man daraus den eigenen Standort ermitteln. Die Prozessoren müssen dabei aber auch viele Fehlerquellen berücksichtigen. Wenn man sich bewegt, verändert sich die eigene Position zum Satelliten. Dieser wiederum kann sich selbst bewegen, auch wenn die meisten heute in sogenannten geostationären Umlaufbahnen sind. Auch das Wetter und atmosphärische Störungen können die Genauigkeit der Angaben beeinflussen.
Die Uhr, die in einem Handy eingebaut ist, kann ebenfalls kleine Abweichungen haben. Es gibt zwar eine einheitliche Uhrzeit UTC, aber manche Handys gehen etwas ungenau. Eine millionstel Sekunde Abweichung kann schon die Position um 300 Meter verändern. Weil Entwickler sich dessen bewusst sind, haben sie vier Satelliten als Minimum festgelegt und können die Zeitunterschiede heute über Berechnungen ausgleichen.
Die geostationären Satelliten senden ständig Korrektursignale aus, die ebenfalls in die Berechnungen einfließen. Diese Korrekturen werden vom Satellite-Based Augmentation Systems (SBAS) in den Orbit gesendet. Bodenstationen können ebenfalls die Qualität verbessern. Nur so kann ein Handy heute auf bis zu fünf Meter genau sein.