Các vệ tinh GPS phát hai tín hiệu vô tuyến công suất thấp giải L1 và L2. (Giải L là phần sóng cực ngắn của phổ điện từ trải rộng từ 0.39 tới 1.55GHz). GPS dân sự dùng tần số L1 1573.42 MHz trong giải UHF. Tín hiệu truyền trực thị, có nghĩa là chúng sẽ xuyên qua mây, thuỷ tinh và nhựa nhưng không qua phần lớn các đối tượng cứng như núi và nhà. Tín hiệu GPS chứa ba mẩu thông tin khác nhau – mã giả ngẫu nhiên, dữ liệu thiên văn và dữ liệu lịch. Mã giả ngẫu nhiên đơn giản chỉ là mã định danh để xác định được quả vệ tinh nào là phát thông tin nào. Có thể nhìn số hiệu của các quả vệ tinh trên trang vệ tinh của máy thu Garmin để biết nó nhận được tín hiệu của quả nào. Dữ liệu thiên văn cho máy thu GPS biết quả vệ tinh ở đâu trên quỹ đạo ở mỗi thời điểm trong ngày. Mỗi quả vệ tinh phát dữ liệu thiên văn chỉ ra thông tin quỹ đạo cho vệ tinh đó và mỗi vệ tinh khác trong hệ thống. Dữ liệu lịch được phát đều đặn bởi mỗi quả vệ tinh, chứa thông tin quan trọng về trạng thái của vệ tinh, ngày giờ hiện tại. Phần này của tín hiệu là cốt lõi để phát hiện ra vị trí. Các máy nhận tín hiệu GPS phần lớn được thiết kế kết nối với máy tính qua cổng RS232.
Một trong những kỹ thuật đo GPS đã và đang được ứng dụng rộng rãi hiện nay là DGPS. Dữ liệu GPS khi đó sẽ được định dạng theo chuẩn GPGGA, cấu trúc một khung dữ liệu GPS có dạng : $GPGGA, hhmmss.ss, llll.ll, r, yyyyy.yy, r, a, qq, b.b, c.c, M, d.d, M, e.e, xxxx*hh
Đoạn dữ liệu Ý nghĩa
$GPGGA Frame dữ liệu nhận được theo chuẩn GPGGA hhmmss.ss Thời gian xác lập tín hiệu theo giờ GMT llll.ll Xác định vĩ độ
R N - Bắc; S – Nam; W – Tây; E – Đông. Yyyyy.yy Xác định kinh độ
A Xác định chất lượng tín hiệu: -0 = Tín hiệu lỗi
-1 = tín hiệu nhận đựơc theo phép đo GPS thường -2 = Tín hiệu nhận được theo phép đo GPS vi sai qq Số lượng vệ tinh đã khoá tín hiệu
c.c Thông tin về quĩ đạo vệ tinh
M Định đơn vị
d.d Thông tin về vệ tinh e.e Thông tin về tín hiệu xxxx*hh Kiểm tra tín hiệu
Theo cách phân tích dữ liệu chuẩn GPGGA 1 frame dữ liệu được chia thành 15 đoạn dữ liệu khác nhau, mỗi đoạn được xác định và ngăn cách nhau bởi dấu “, “. Ví dụ khi giải mã đoạn tín hiệu :$GPGGA, 011123.80, 2049.5430423, N, 10642.0399564, E, 2, 09, 1.1, -2.34, M, -17.60, M, 6.0, 0647*4B
$GPGGA : chỉ rõ tín hiệu nhận được theo chuẩn $GPGGA.
011123.80 : thời gian tín hiệu được xác lập là 1giờ 11 phút 23 giây 80 giờ GMT khi đổi sang giờ Việt Nam là 8 giờ 11 phút 23 giây 80.
2049.5430423: Vĩ độ của đối tượng được xác định là 20 độ 49 phút 54.30423 giây.
N: Vĩ độ bắc.
10642.0399564: kinh độ của đối tượng được xác định là 106 độ 42 phút 03.99564 giây.
E: Kinh độ đông.
2 : Tín hiệu nhận được theo kĩ thuật đo DGPS (phép đo GPS vi sai)
09 : Tín hiệu nhận được đã được khoá với 9 vệ tinh.
Hình 3.2 Xác định vị trí bằng GPS