Ein Navigationsgerät ist mit digitalem Kartenmaterial und einer Routenplanungssoftware ausgestattet. Aber woher weiß diese kleine schwarze Kiste eigentlich, wo man sich gerade befindet?
Hier kommen wieder Elemente der Bewegungslehre ins Spiel - nämlich und . Vereinfacht heißt das: Um die Erde kreisen, in einer Entfernung von ungefähr 20.000 km, etwa 25 aktive GPS-Satelliten. GPS, das steht für "Global Positioning System" und das bedeutet "weltweites Positionsbestimmungssystem". Es wird ein Satellit in Reichweite des Navis bzw. des Fahrzeugs ausgewählt. Der Satellit sendet ununterbrochen drei Informationen: Seinen , seine genaue und die genaue , zu der er das jeweilige Signal abgeschickt hat. Das Navi im Fahrzeug empfängt diese Signale und wertet sie aus. Es berechnet zunächst die des Signals - das ist die Zeit, die das Signal für den Weg vom Satelliten zum Navi benötigt hat. Das Navi errechnet die Δt, indem es von der Ankunftszeit des Signals die mitgesendete Startzeit . Übertragungsdauer Δt = Ankunftszeit – Startzeit.
Das Signal ist mit unterwegs. Sie beträgt ungefähr Millionen m/s. Die Entfernung vom Satelliten zum Auto, das heißt die zurückgelegte Strecke s des Signals, kann nun berechnet werden. Die Strecke s ist gleich dem aus der Geschwindigkeit des Lichts v und der Übertragungszeit des Signals Δt. Das Navi kann also anhand der empfangenen Informationen seine genaue Entfernung zum Satelliten bestimmen, dessen Position bekannt ist. Das System weiß nun, dass es sich irgendwo auf dieser Kreislinie befindet.
Zur genaueren Standortbestimmung wird das Signal eines zweiten Satelliten hinzugezogen, dessen Informationen das Navi ebenfalls auswertet. Der zweite Kreis schneidet den ersten an Stellen. Das sind die möglichen Postionen des Autos. Zur eindeutigen Positionsbestimmung benötigt das Navi also noch die Informationen eines dritten Satelliten: die dritte Entfernung, einen dritten Kreis. Erst durch diesen lässt sich der Aufenthaltsort des Fahrzeugs genau bestimmen.
In Wirklichkeit ist die Sache noch ein klein wenig komplizierter. Die interne Uhr des Navis ist, verglichen mit der eines Satelliten, nicht sehr genau. Deshalb liefert ein vierter Satellit einen Korrekturwert, der das ausgleicht. Mit diesen vier Satelliten kann die Position des Fahrzeugs dann tatsächlich bis auf einige Meter genau bestimmt werden. Und das aus einer Entfernung von 20.000 km! Und auf Basis dieser genauen Positionbestimmung kann das Navigationssystem dann das Fahrzeug über Fahranweisungen auf der geplanten Route zuverlässig bis ans Ziel dirigieren.