GPSは「Global Positioning System」の略で、地球の上空の人工衛星(GPS衛星)からの電波を地上のカーナビやスマホなどの受信機で受信して、その位置を割り出します。
現在地と複数の衛星との距離をそれぞれ電波を使って測定することによって、位置を特定するのが基本的な原理です。衛星が発信する電波には正確な時刻データが含まれており、衛星から電波が発信された時刻と受信機がその電波を受信した時刻との差で到達にかかった時間がわかります。電波の速度は光の速度と同じ秒速約30万キロメートルですから、衛星から受信機までの距離は次の数式で求められます。
衛星から受信機までの距離=電波が到達するまでにかかった時間×電波の速度
受信機は衛星から等距離で描ける球面上のどこかに位置します。2、3基目の衛星との距離がわかれば3つの球が描けます。3つの球の交わる2地点のうち、地表に近い方が受信機の位置となります。
ただし、実際には受信機が内蔵する時計は正確ではないため、4基目の衛星との距離も測ってずれを補正しています。