如果發送設備所發射的測距信號經過反射器的反射或轉發，又返回到發送點，為其接收設備所接收，進而測得測距信號所經歷的距離。24顆均為近圓形軌道，運行周期約為11小時58分，分布在6個軌道面上（每軌道面4顆），軌道傾角為55度。的分布使得在任何地方、任何時間都可觀測到4顆以上的，并能保持良好定位解算精度的幾何圖形。這就提供了在時間上連續的導航能力。這種發送測距信號和接收測距信號分別位居兩個不同地方的測距方式，稱為被動測距。用它所測得的站星距離，并利用已知的在軌位置，可推算出用戶天線的三維位置。這種基于被動測距原理的定位，稱為被動定位。
流動站利用校正值對自己的GPS觀測值進行修正，以消除上述誤差，從而提高實時定位精度。GPS動態差分方法有多種，主要有位置差分、偽距差分( RTD)、載波相位實時差分(RTK)和廣域差分等。從相關接收的方式來看，要求測距信號具有類似白噪聲的自相關特性。偽隨機碼測距技術就是這一思想的體現。這樣，粗碼精度可達100m，精碼精度為10m。由于預算的壓縮，GPS計劃不得不減少發射數量，改為將18顆分布在互成600的6個軌道上，然而這一方案保障不了的可靠性。
用戶則用GPS接收機來測定從接收機至GPS的距離，并根據星歷所給出的觀測瞬間在空間的位置等信息求出自己的三維位置、三維運動速度和鐘差等參數。對用戶來說，這不僅大大增加了儀器的復雜程度，而且從隱蔽性來看也是十分不利的，因為發射信號易造成暴露。單程測距（即被動測距）則在很大程度上避免了上述的缺點。在深空通信場合，利用偽隨機編碼信號可以實現低信噪比接收，大大改善了通信的可靠性，且可實現碼分多址通信。此外，利用偽隨機編碼信號可以實現的保密通信。這些特點正符合GPS系統的技術要求。
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