Dla zwiększenia dokładności i pewności działania stosuje się rozszerzenie GPS o różnicowe stacje stałe (referencyjne), komunikujące się z systemem pokładowym. Stacje referencyjne GPS mają precyzyjnie określone koordynaty przestrzenne. Dzięki temu, iż błędy obserwowane przez dwa odbiorniki znajdujące się w tym samym obszarze są skorelowane, stacje te na bieżąco porównując swoje współrzędne z wynikami pomiarów określają dane różnicowe, czyli po naszemu poprawki dla poszczególnychych satelitów. Systemy różnicowe zapewniają dane GPS wolne od błędów i przerw, wywołanych przez niejednorodność warstw atmosfery, opóźnień sygnałów wskutek odbić od obiektów terenowych czy okresowo powstających odchyleń w satelitarnych wzorcach czasu. Przede wszystkim jednak praktycznie znoszą działanie Selective Availability.
Pomysł korekcji różnicowej nie jest nowy - wywodzi się od okresowo wydawanych tabel korekcyjnych dla radionawigacyjnych systemów nawigacji dalekodystansowej. Nie wiem kiedy i gdzie po raz pierwszy zastosowano radiową transmisję poprawek różnicowych, ale była ona stosowana już w morskich odbiornikach systemu hiperbolicznego Omega.
Zasadniczo systemy różnicowe pracują dwoma metodami:
Systemy różnicowe o dużym zasięgu są określane jako WAAS (Wide Area Augmentation System) i służą do zastosowań geodezyjnych i nawigacji ogólnej. Wprowadzenie WAAS nad obszarami lądowymi ma parę zalet nie do pogardzenia w dzisiejszym zatłoczonym świecie:
Jako kanał DGPS dla żeglugi są stosowane istniejące bezkierunkowe radiolatarnie brzegowe (podobne do NDB), pracujące w zakresie 285-325 kHz. Cyfrowe dane są nadawane emisją A1D przy użyciu techniki FSK (Frequency Shift Keying - jedynki i zera są różnymi tonami). Typowa prędkość transmisji wynosi 100 bitów na sekundę.
W Polsce pracują dwie stacje różnicowe: Dziwnów (54°1'N, 14°E) na 288 kHz i Rozewie (54°49'N, 18°20'E) na 311 kHz.
Dla zastosowań lotniczych przyjęto technikę pseudosatelitów (z amerykańska zwanych pseudolitami). Pseudosatelita, będący de facto naziemną stacją referencyjną, używa tej samej częstotliwości i sposobu kodowania co "normalne" satelity. Kody poszczególnych pseudosatelitów choć mają tą samą długość co kody satelitów są od nich różne i dobrane tak by uniknąć szkodliwej interferencji. Najpowszechniej stosowanym standardem transmisji jest RTCM-104 (Radio Technical Commision For Marine Services), w którym poprawki różnicowe zawiera depesza nawigacyjna pseudosatelity.
Najbardziej perspektywicznym systemem stacji różnicowych GPS/GLONASS jest europejski program EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service), będący częścią projektu cywilnego systemu nawigacji GNSS-2 (Global Navigation Satellite System). Projekt przewiduje użycie czterech do sześciu satelitów geostacjonarnych w charakterze orbitalnych stacji DGPS.
Taki różnicowy segment satelitarny (SBAS - Satellite Based Augmentation System) pozwala uzyskać pokrycie większej części powierzchni Ziemi.
Nowe możliwości stosowania poprawek róznicowych otwiera projekt Eurofix, opracowany przez holenderski uniwersytet w Delft przy współpracy prywatnych firm. Pomysł polega na przesyłaniu poprawek różnicowych GPS wraz z sygnałami systemu hiperbolicznego LORAN.
Systemy o zasięgu lokalnym są określane jako LAAS (Local Area Augmentation System) albo LADGPS (Local Area Differential GPS). Projektuje się użycie LADGPS tam, gdzie WAAS nie sięga, albo w rejonach, w których trzeba lokalnie podnieść jego dokładność i niezawodność. Największe zalety systemów różnicowych o zasięgu lokalnym to:
Projekty przepisów ICAO (SARP - Standards and Recommended Practices) dotyczących LAAS będą rozpatrywane już w tym roku. Tym niemniej nie należy spodziewać się wielkich rewolucji, szczególnie w dziedzinie podejścia do lądowania kategorii III.