Como é que os receptores GPS funcionam sem um relógio preciso?

Não precisam de um relógio preciso (que mantenha o tempo precisamente durante um período prolongado) porque estão em contacto com cerca de 12 relógios atómicos altamente precisos.

O sistema de navegação GPS baseia-se no tempo que um satélite diz ter transmitido um sinal, recebido pela unidade GPS, que determina a distância do satélite por mudança de fase do sinal. É comparativamente fácil de determinar a mudança de fase, de facto os seus próprios ouvidos e cérebro fazem-no excepcionalmente bem todos os dias - faz parte da forma como obtém áudio estereoscópico que lhe permite conhecer o azimute de um alvo (rumo, direcção) - e tipificado pela mudança de frequência que ouve quando um comboio ou carro passa por si.

Então se você sabe a distância de um satélite você pode desenhar um círculo na superfície da terra onde essa distância é correta.

Se você conseguir outro satélite, os círculos de distância se cruzarão em dois pontos - então você pode estar em qualquer uma dessas posições. Com um terceiro satélite, os três círculos se encontram em apenas um ponto, e um dos círculos de 2 satélites pode ser descartado. Com 4 satélites também podemos dizer altura.

Por isso, como cada satélite tem um relógio preciso e diz-lhe exactamente quando transmite, sabemos as 3 ou 4 distâncias necessárias para uma posição e altura fixa.