理论上，距离测量是个简单的过程，我们只需要用光速乘以信号传播时间就能得到距离信息。但是问题是测量的传播时间但凡有一点误差，都会造成距离上巨大的误差。我们日常使用的时钟是存在着一定的误差的，如果使用石英钟对传播时间进行测量，那么基于GPS的定位会有很大误差。为了解决这个问题，每颗卫星上都安装了原子钟以达到纳秒级的精度。而为了使卫星定位系统使用同步时钟，我们需要在所有接收机上也都安装原子钟。但原子钟的价格在几万美元的区间，让每一个GPS定位接收器安装如此昂贵的东西是不现实的。为了解决这一难题，可以在每一颗卫星上仍然使用原子钟，但在接收机上使用经常需要调校的普通石英钟。接收机接收来自四颗或更多卫星的信号并计算自身的误差，就可以将自身的时钟调整到统一时间值。
GPS差分定位：如上所述，卫星距离测量存在着卫星钟与播延迟导致的误差等问题。利用差分技术，我们可以消除或者降低这些误差，让GPS达到更高的精度。GPS差分定位的运作原理十分简单：如果两个GPS接收机都相当接近对方，那么两者的信号将具有几乎相同的误差，如果能精确地计算出第一个接收机的误差，我们就可以对第二个接收机的结果进行修正。如何能精确地计算出第一个接收机的误差呢？我们可以在已知精准的地点安置参考接收机基准站，安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位，解算出基准站的测量坐标。然后我们通过测量坐标与已知坐标对比可以计算出误差。基准站再把误差值发送给方圆100公里内的GPS差分定位接收器，去纠正它们的测量数据。