Idea działania systemu GPS jest następująca. Przypuśćmy, że do obiektu, którego położenie $(x,y,z)$ w pewnej chwili $t$ chcemy określić, docierają w tejże chwili cztery impulsy radiowe wyemitowane przez cztery satelity $S_1$, $S_2$, $S_3$ i $S_4$. Przypuśćmy ponadto, że czas $t_i$ oraz miejsce $(x_i,y_i,z_i)$ wyemitowania przez każdego satelitę $S_i$ odpowiedniego impulsu są znane. Wtedy spełnione są cztery równania
\begin{equation}
\begin{aligned}
c^2(t_1 -t)^2&=(x_1-x)^2+(y_1-y)^2+(z_1-z)^2,\\
c^2(t_2 -t)^2&=(x_2-x)^2+(y_2-y)^2+(z_2-z)^2,\\
c^2(t_3 -t)^2&=(x_3-x)^2+(y_3-y)^2+(z_3-z)^2,\\
c^2(t_4 -t)^2&=(x_4-x)^2+(y_4-y)^2+(z_4-z)^2,
\end{aligned}
\label{gps}
\end{equation}
($c$ jest wartością prędkości światła w próżni) na podstawie których można wyznaczyć szukane współrzędne położenia $(x,y,z)$ oraz czas $t$.

Jak widać, idea działania systemu GPS jest prosta. Jednakże jej praktyczna realizacja prosta nie jest i wymaga rozwiązania wielu problemów różnorodnej natury.

Jeden z tych problemów związany jest z tym, że układ równań \eqref{gps} obowiązuje tylko wtedy, gdy czasy $t_i$ i współrzędne przestrzenne $(x_i,y_i,z_i)$ są określone w tzw. inercjalnym układzie odniesienia. Praktyczna konstrukcja takiego układu odniesienia w otoczeniu Ziemi, który pozwalałby na bezpośredni pomiar wartości $(t_i,x_i,y_i,z_i)$ nie wchodzi w grę. Dlatego też wartość czasu $t_i$ odczytywana jest na podstawie wskazań zegara $\zeta_i$ znajdującego się na pokładzie satelity $S_i$.

Ale ogólna teoria względności (OTW) przewiduje, że zegar $\zeta_i$ nie wskazuje czasu $t_i$ — wskazania tego zegara różnią się od czasu $t_i$ z powodu ruchu satelity względem układu inercjalnego związanego z Ziemią i z powodu wpływu pola grawitacyjnego Ziemi (dylatacja grawitacyjna). Różnice pomiędzy czasem $t_i$ a wskazaniami zegara $\zeta_i$ są z codziennego punktu widzenia bardzo małe, jednakże muszą być uwzględnione w systemie GPS, aby system ten mógł osiągnąć założony stopień dokładności.