System satelitarny GPS oferuje odbiorcom cywilnym tylko ograniczony dostęp do precyzyjnych danych nawigacyjnych. Początkowo decydowały o tym względy bezpieczeństwa, System był celowo chroniony przed nieautoryzowanym dostępem, a dokładne dane były udostępniane tylko dla wojska i wybranych służb. Obecnie nie stosuje się zakłócenia sygnału przez wprowadzenie do niego dodatkowych wartości pseudolosowych.

Pomiar pozycji z błędem wynoszącym kilka metrów jest do przyjęcia przy zastosowaniach do nawigacji pojazdów itp. Są jednak dziedziny nauki, które potrzebują bardziej dokładnych danych pozycjonujących. Przykładem jest geodezja gdzie pomiary z wykorzystaniem GPS są wykonywane z błędem mniejszym niż centymetr. Dla takich zastosowań potrzebny jest system różnicowy DGPS (Differential GPS). Odbiornik GPS musi posiadać funkcją korekty współrzędnych w oparciu o lokalne (referencyjne) stacje różnicowe.

Pomiary geodezyjne wymagają dłuższego czasu oraz dodatkowych informacji ze stacji naziemnych lub innego odbiornika GPS. Stosowane są dwie metody obliczania położenia punktu, metoda kodowa i metoda fazowa.

W metodzie kodowej wykorzystuje się kod C/A lub P wysyłany przez satelity oraz identyczny kod generowany przez instrument pomiarowy (replica code) dokładnie w tym samym czasie.

Kod przychodzący z satelity jest opóźniony względem kodu wzorcowego generowanego przez odbiornik. W przyrządzie następuje ponowne przesuniecie kodów aż do uzyskania korelacji. Na podstawie zmierzonej wielkości przesunięcia wylicza się czas, który pomnożony przez prędkość rozchodzenia się fal elektromagnetycznych wyznacza dokładną odległość z punktu na ziemi do satelity.

Warunkiem decydującym o dokładności jest synchronizacja zegarów satelitarnego i odbiornika naziemnego. Po mimo obecności sygnałów korygujących, nie ma pewności, że zegary są one dokładnie ustawione, stąd metoda ta zwana jest również pomiarem pseudoodległości.

W metodzie fazowej odbiornik porównuje fazę sygnału dochodzącego z satelity z kodem generowanym przez odbiornik. Do pomiaru odległości trzeba znać ilość pełnych długości fali plus fazę tej ostatniej niepełnej.

d = N λ + φ λ
d - mierzona odległość
Nλ - ilość pełnych długości fal
φ λ - faza ostatniej niepełnej fali
Liczba pełnych cykli długości fal obliczana jest na podstawie procedury inicjalizacji pomiaru.

System satelitarny GPS pokrywa swym zasięgiem całą ziemie w taki sposób, że w dowolnym miejscu na ziemi jest dostęp do sygnału z co najmniej czterech satelitów.

Punkt w przestrzeni wyznaczany jest w przecięciu się kul zatoczonych promieniem znanej odległości satelitów od ziemi.

Współrzędne punktów mogą być wyznaczane metodą bezwzględna i względną.

W metodzie bezwzględnej (absolutnej) pomiaru dokonuje się jednym odbiornikiem GPS. Współrzędne wyliczane są na podstawie znanych pozycji satelitów oraz punktu odniesienia jakim jest środek ciężkości ziemi. Pomiar tą metodą obarczony jest błędem do kilkuset metrów.

Dokładniejsza jest metoda względna, do pomiaru potrzebne są dwa odbiorniki GPS. Współrzędne obliczane są na podstawie różnic miedzy punktami zmierzonymi przez oba odbiorniki. Ta metoda zmniejsza błąd pomiaru wynikający z refrakcji jonosferycznej i troposferycznej oraz niesynchroniczności zegarów.

Pomiar pozycji metodą względną możliwy jest z błędem do kilku milimetrów. Jeszcze lepsze wyniki zapewniają tylko systemy pomiarowe wykonujące pomiary w sposób ciągły.