多普勒测速系统是利用多普勒频移现象来测量卫星轨道的。要解释多普勒测速，就要首先介绍多普勒频移。例如，当火车向我们驶来时，我们听到的火车鸣笛声音变得尖细（也就是声音的频率变高），而当火车离我们远去时，火车鸣笛声变得低沉（声音的频率变低），这是由于发射机（火车鸣笛）和接收机（我们的耳朵）之间存在相对运动，接收机接收到的信号频率与发射机发出的信号频率之间出现差值，即频率偏移。因为这一现象是由奥地利物理学家多普勒首先发现的，故叫作多普勒频移。多普勒频移的大小是与相对运动速度成正比的。所以，通过测量所接收的卫星信号的频移，就能计算出卫星的高度、速度和方位。