在距离地球地面约20000公里的外太空目前一共有24颗GPS卫星在不同的轨道上围绕地球做正圆高速运动。每颗卫星不断发送“我是谁，我在哪里”的信号。

每一时刻，终端接收机与卫星的距离可以准确知道，卫星的位置也可以准确知道，所以要计算地球上任意一点的三维空间坐标(x,y,z)，理论上只需要有3个点，即只需监测到三颗卫星就可以求解x,y,z三个未知数。但是实际情况下，接收机使用的是石英钟(秒级误差)，卫星使用的是原子钟(纳秒级误差)，两者的与标准时间均存在误差，为了实现精准定位，必须借助第四颗卫星消除时间误差。

假设t时刻，观测到三颗卫星A(x1, y1, z1), B(x2, y2, z2), C(x3, y3, z3)，D(x4, y4, z4)，有以下公式:

其中C为光速，Eti | (i=1,2,3,4)为第i颗卫星的钟差，Et0为接收机的钟差，d_i |(i=1,2,3,4)为第i颗卫星距离接收机的推算距离。

由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z和接收机的钟差Et0。什么是钟差

接收机的时间和卫星的时间都不是标准时间，相对于标准时间都有误差，这个误差就叫钟差。

假设标准时间是北京时间8:00，接收机时间是北京时间8:01，卫星时间是8:02，卫星发射电磁波到接收机的时间间隔为5分钟。在标准时间8:00的时候，卫星以为时间是8:02，所以它发射一个信号“我是在卫星时间8:02发射信号的”。接收机将在(标准时间8:05接收到信号)，但此时接收机是时间8:06，它以为现在时间是8:06。所以，接收机就这么计算8:06-8:02=4分钟，信号传播了4分钟，而实际上，信号传播了5分钟。这种时间不统一造成的距离计算误差是不可接受的。卫星定位计算公式的详解

接收机的时间和卫星的时间是已知的，卫星钟差也可以通过卫星控制器或其他途径获得，所以只存在四个未知数x,y,z,Et0,通过四个方程可以求解。多星多频可以提升定位的精度和稳定性

收到越多卫星信号，解算的速度和精度也会越好，如果再通过解算卫星不同频段的信号，还能做到更好的抗干扰性能，因此通过多星多频，可做到多路信号解算，让解算精度更稳定和有保障。

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