Zwischen 5 und 7 Satelliten in polarer Umlaufbahn senden zwei stabile Frequenzen, 150 und 400 MHz aus. Der durch die relative Bewegung zwischen Satellit und Bodenstation erzeugte Dopplereffekt bewirkt eine Verschiebung der Frequenz. Die empfangene Frequenz ist höher als die abgestrahlte, solange der Satellit sich der Station nähert, und ist niedriger, wenn er sich entfernt. Das empfangene Signal wird mit einem Referenzsignal konstanter Frequenz überlagert und die entstehende Schwebungsfrequenz über einen definierten Zeitraum (z.B. 4.6, 30 oder 120 Sekunden) integriert, d.h. die Anzahl der Schwingungen gezählt („Doppler count“).

Den beiden Trägerfrequenzen sind zusätzliche Signale aufmoduliert¹, die u.a. Zeit- und Bahninformationen enthalten. Zusammen mit dem Doppler count werden diese Informationen zur Positionsbestimmung genutzt.

Ein Doppler count entspricht der Streckendifferenz, die der Satellit während des dazugehörigen Zeitintervalls durchläuft. Auf Streckendifferenzmessungen basieren die in der Navigation bekannten Hyperbelverfahren. Im 3-dimensionalen Raum wird der Standort durch den Schnitt dreier Hyperboloide² bestimmt.  Aus dem gemessenen Laufzeitunterschied zweier Funksignale (z.B. F1 und F2) werden Hyperbeln (im Raum: Hyperboloide), also Linien gleicher Streckendifferenz, konstruiert. Die eigene Position P wird durch den Schnittpunkt zweier Hyperbeln (im Raum: dreier Hyperboloide) bestimmt. Bei den Dopplermessungen eines Satelliten entsprechen die Punkte F1 bis F4 vier verschiedenen Messungen während eines Überflugs.

¹Modulation: Übertragung eines niederfrequenten Nutzsignals (Sprache, Daten) durch Überlagerung mit einem höherfrequenten Trägersignal (Beispiel: Radio).
²Hyperbel/Hyperboloid: Geometrische Kurve/Fläche, die den Ort gleicher Streckendifferenzen angibt.

Aus dem gemessenen Laufzeitunterschied zweier Funksignale (z.B. F1 und F2) werden Hyperbeln (im Raum: Hyperboloide), also Linien gleicher Streckendifferenz, konstruiert. Die eigene Position P wird durch den Schnittpunkt zweier Hyperbeln (im Raum: dreier Hyperboloide) bestimmt. Bei den Dopplermessungen eines Satelliten entsprechen die Punkte F1 bis F4 vier verschiedenen Messungen während eines Überflugs.