การหาตำแหน่งมาจากแนวความคิดง่าย ๆ ที่ว่า ถ้าเรารู้ตำแหน่งของดาวเทียม และเรารู้ระยะทางจากดาวเทียมถึงเครื่องรับ เราจะสามารถหาตำแหน่งของเครื่องรับสัญญาณได้ เช่น ถ้าลองพิจารณาใน 2 มิติ แล้วทั้งตำแหน่งที่กำหนดให้ 2 จุด และระยะจากจุดทั้ง 2 ถึงจุดที่ต้องการหา (x,y) เราสามารถใช้วงเวียนเขียนเส้น โดยมีจุดที่กำหนดให้เป็นศูนย์กลาง รัศมีวงเวียนเท่ากับระยะทางที่รู้ เส้นวงกลมที่ได้จะตัดกัน 2 จุด โดยหนึ่งจุดเป็นคำตอบที่ถูกต้อง ทีนี้สมการอย่างง่ายเขียนได้เป็น

ระยะจากจุดที่ 1 (X1, Y1) D 1 = ( X 1 − x ) 2 + ( Y 1 − y ) 2 {\displaystyle D_{1}={\sqrt {(X_{1}-x)^{2}+(Y_{1}-y)^{2}}}}

ระยะจากจุดที่ 2 (X2, Y2) D 2 = ( X 2 − x ) 2 + ( Y 2 − y ) 2 {\displaystyle D_{2}={\sqrt {(X_{2}-x)^{2}+(Y_{2}-y)^{2}}}}

ถ้าเป็นสามมิติก็สามารถทำได้ในลักษณะเดียวกัน โดยมีจุดที่กำหนดให้ 3 จุด ในทำนองเดียวกัน สมการอย่างง่าย

ระยะจากจุดที่ 1 D 1 = ( X 1 − x ) 2 + ( Y 1 − y ) 2 + ( Z 1 − z ) 2 {\displaystyle D_{1}={\sqrt {(X_{1}-x)^{2}+(Y_{1}-y)^{2}+(Z_{1}-z)^{2}}}}

ระยะจากจุดที่ 2 D 2 = ( X 2 − x ) 2 + ( Y 2 − y ) 2 + ( Z 2 − z ) 2 {\displaystyle D_{2}={\sqrt {(X_{2}-x)^{2}+(Y_{2}-y)^{2}+(Z_{2}-z)^{2}}}}

ระยะจากจุดที่ 3 D 3 = ( X 3 − x ) 2 + ( Y 3 − y ) 2 + ( Z 3 − z ) 2 {\displaystyle D_{3}={\sqrt {(X_{3}-x)^{2}+(Y_{3}-y)^{2}+(Z_{3}-z)^{2}}}}

สำหรับระยะทางนั้น เครื่องรับสัญญาณจีพีเอสสามารถคำนวณโดยการจับเวลาที่สัญญาณเดินทางจากดาวเทียมถึงเครื่องรับ แล้วคูณด้วยความเร็วแสง ก็จะได้ระยะ ณ เสี้ยวเวลา (epoch) ที่ดาวเทียมห่างจากเครื่องรับ ถ้าไรก็ดี เนื่องจากคลื่นเดินทางด้วยความเร็วแสง นาฬิกาที่จับเวลาที่เครื่องรับมีคุณภาพเหมือนนาฬิกาควอตซ์ทั่วไป ความผิดพลาดจากการจับเวลา (dt) แม้เพียงเล็กน้อยก็ทำให้ระยะผิดไปมาก ความผิดพลาดดังกล่าวจึงนับเป็นตัวแปรสำคัญในการคำนวณตำแหน่ง ด้วยเหตุนี้ การหาตำแหน่งจึงมีตัวแปรพื้นฐานที่สำคัญรวม 4 ตัวแปร ได้แก่ ตำแหน่งที่ต้องการหาใน 3 มิติ (x,y,z) และ ความผิดพลาดอันเนื่องมาจากนาฬิกาที่ใช้ ทำให้เราต้องการดาวเทียมอย่างน้อย 4 ดวง เพื่อสร้าง 4 สมการ ในการแก้ตัวแปรทั้ง 4 สมการอย่างง่ายจึงกลายเป็น

ระยะจากจุดที่ 1 D 1 = ( X 1 − x ) 2 + ( Y 1 − y ) 2 + ( Z 1 − z ) 2 + c d t {\displaystyle D_{1}={\sqrt {(X_{1}-x)^{2}+(Y_{1}-y)^{2}+(Z_{1}-z)^{2}}}+c\;dt}

ระยะจากจุดที่ 2 D 2 = ( X 2 − x ) 2 + ( Y 2 − y ) 2 + ( Z 2 − z ) 2 + c d t {\displaystyle D_{2}={\sqrt {(X_{2}-x)^{2}+(Y_{2}-y)^{2}+(Z_{2}-z)^{2}}}+c\;dt}

ระยะจากจุดที่ 3 D 3 = ( X 3 − x ) 2 + ( Y 3 − y ) 2 + ( Z 3 − z ) 2 + c d t {\displaystyle D_{3}={\sqrt {(X_{3}-x)^{2}+(Y_{3}-y)^{2}+(Z_{3}-z)^{2}}}+c\;dt}

ระยะจากจุดที่ 4 D 4 = ( X 4 − x ) 2 + ( Y 4 − y ) 2 + ( Z 4 − z ) 2 + c d t {\displaystyle D_{4}={\sqrt {(X_{4}-x)^{2}+(Y_{4}-y)^{2}+(Z_{4}-z)^{2}}}+c\;dt}

เมื่อ c เป็นความเร็วแสง

ในกรณีที่มีจำนวนดาวเทียมมากกว่านี้ ก็จะมีจำนวนสมการมากขึ้นเท่ากับจำนวนดาวเทียมสังเกตการณ์