导航卫星一般由多颗卫星组成导航卫星网，只要用户测出与4颗导航卫星之间的距离变化率，并根据导航卫星发出电波的时间、轨道参数，就可以确定自己瞬时所在经纬度位置和速度方向。
卫星导航的方法有两种，一种是多普勒测速导航，另一种是时间距离导航，简称时距导航。
多普勒测速导航。我们知道，导航卫星上发出的无线电波的频率是不变的，但由于导航卫星在高速运动，相对地面的观测者来说，频率会发生变化(频移)。由远而近时，频率会增高，由近而远时，频率会降低，这与我们站在铁路旁听火车的汽笛声一样，由远而近时，声音越来越尖锐，由近远去时，声音越来越低沉。其实火车汽笛声的频率是不变的，这种现象被科学家称为多普勒效应。飞机、轮船、车辆等用户，通过测量导航卫星无线电波的多普勒频移，就可以推算自己与导航卫星之间的距离变化率。
时距导航。用户通过测量从导航卫星发出的导航信号的传播时间，推算自己与导航卫星之间的距离，从而确定自己的瞬时所在位置。
目前，卫星导航定位系统已经经历了大发展，目前的北斗二号一期采用多普勒测速定位，即用户根据接收到的导航卫星发送信号的多普勒曲线和轨道参数，推算出用户位置。北斗二号一期采用时间测速导航定位，即用户首先要测量来自天上至少4颗导航卫星发送信号的传播时间，然后完成数学运算，得到用户的三维坐标和速度。
卫星导航的精度是由卫星的数量决定的。如果导航对象同时只能观测到一颗卫星，根据卫星和自身的相对运动轨迹来判断自身的位置，那么，精确的定位往往要持续一段时间才能做出，由于在这期间导航对象处于运动中，导航精度就必然产生很大的误差。在卫星数量少的情况下，高精度的定位必须在停止运动的情况下才能做出，显然这是不现实的。这种情况决定了第一代卫星导航还不能完全取代传统的导航，高精度的卫星导航系统必须由多颗卫星组网。
根据卫星导航原理，最基本的全球导航网至少需要18颗卫星来维持，再加上必要的修补卫星，同时要有近30颗卫星在轨，才能可靠地对全球99%以上的地区提供导航信号。
如此之多的导航卫星，可以在天空没有遮挡的情况下，保证地球上的用户任何时候都能接收到来自4颗卫星的信号。每个信号源都可以测出从卫星到用户的时间，再乘以光速(无线电波的速度)就是到卫星的距离。根据简单的数学原理，两个球面交汇于弧线，三个球面交汇于点。所以同时取得三个卫星信号就能够确定任何一点的坐标。为了保证用户的时钟和卫星时钟一致，第4个卫星信号要用来校正系统时间。于是4个卫星信号就可以保证高精度的定位，再通过对卫星信号变化率的测量，用户就能知道当下的运行方向和速度。
卫星的轨道数据是预先设定好的，但也在缓慢变动。所以，任何一个时刻卫星的位置也是个变量。为了保证三个“球面”的球心位置准确，卫星发送的导航信号实际上是一段内容丰富的电文，向用户随时通报卫星的位置。卫星本身不具备计算能力，所以分布在全球的测控站必须随时监测卫星的运行，根据各种环境的微小变化来计算轨道，再把轨道信息传递给卫星，由卫星传送给用户。
在计算中，地球各部分引力的微小变化、太阳活动对电离层的影响、甚至卫星高速运动带来的相对效应都必须纳入考虑。如果没有丰富的地球物理数据以及强大的计算、通讯能力，卫星导航的数据很快就会被误差淹没。因此，建设卫星导航系统不仅需要具备卫星组批生产、发射，需要具备多方面的技术做后盾，同时，还需要足够的资金来保证，所以，具备建设卫星导航系统的国家如凤毛麟角。(汲露)
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