Relativistische Effekte
Wegen der hohen Genauigkeit von GNSS Messungen (Phase: 1-2 mm ~3-6 ps) müssen relativistische Effekte berücksichtigt werden.
Es werden beide relativistischen Effekte beachtet:
- Spezielle Relativitätstheorie (SRT):
- Annahme: unbeschleunigter Beobachter
- Invarianz der Lichtgeschwindigkeit:
- Die Lichtgeschwindigkeit ist immer gleich gross, egal in welchem Bezugssystem man sich befindet.
- Dies bewirkt Zeitdilatation
- Resultierende Effekte: Uhr im Satelliten läuft langsamer, Sagnac Effekt, Relativistischer Dopplereffekt
- Allgemeine Relativitätstheorie (ART):
- Massen krümmen die Raumzeit und jedes Objekt bewegt sich in dieser gekrümmten Raumzeit auf kürzestem Weg von A nach B.
- Dies bewirkt ein gravitative Zeitdilatation (gravitational Redshift)
- Resultierende Effekte: Uhr läuft schneller im Satelliten, Shapiro-Effekt, Perigäumsdrehung, deSitter Präzession, Lense-Thirring-Effekt
Einfluss auf die Satelliten- und Empfängeruhr
ART: Aufgrund des schwächeren Gravitationsfeldes in der Höhe der GNSS-Satelliten laufen die Satellitenuhren um etwa
SRT: Wegen der relativen Bewegung der Satelliten läuft die Uhr im Satelliten um
Resultierende Frequenzänderung:
vom Empfänger empfangene Frequenz vom Satelliten ausgesendete Frequenz Geschwindigkeit des Satelliten im Raumfesten System (rund 4 km/s) Potenzialdifferenz zwischen Satellit und Empfänger

Einfluss auf die Satellitenbahnen
In einer gekrümmten Raumzeit kommt es zu zusätzlichen Beschleunigungen des Satelliten:
Diese Beschleunigung ist in der Grössenordnung von
Einfluss auf die Signalausbreitung
Das Signal wird durch den Gradienten im Gravitationspotential abgelenkt. Die resultierende Distanzkorrektur lässt sich wie folgt berechnen:
Die Shapiro-Korrektur beträgt maximal 2 cm und wird separat für jede Beobachtung berechnet.