Differential GPS (DGPS) maakt gebruik van referentiestations, waarvan de positie zeer nauwkeurig bekend is. Plaatsbepaling geschiedt hier door middel van één mobiele satelliet-ontvanger (GPS en/of GLONASS) en één te ontvangen correctiesignaal vanaf een vast referentiestation (radio-baken) of een geo-stationaire satelliet (OmniSTAR/Egnos). Deze referentiestations berekenen dan correcties op de gemeten afstanden, die naar de GPS-ontvangers gestuurd wordt. Zo kan een groot deel van de verstoringen al opgevangen worden. De uiteindelijke nauwkeurigheid ligt op sub-meter niveau en is direct afhankelijk van het verkregen correctiesignaal. In Nederland zijn er 3 referentiestations beschikbaar: Vlieland, Hoek van Holland en Gilze-Rijen. Over het algemeen zijn de referentiestations binnen Europa langs de kusten gesitueerd, om de navigatie voor schepen te verbeteren. DGPS wordt toegepast voor scheepvaart, baggerwerk, agrarische sector, en GIS.
Nog nauwkeuriger is het gebruik van Real Time Kinematic GPS (RTK GPS). Het is een vergelijkbaar systeem als DGPS. Nu wordt echter gebruik gemaakt van de fasemetingen van GPS i.p.v. de codemetingen bij DGPS. Plaatsbepaling vindt hier plaats door middel van één mobiele satelliet-ontvanger (GPS en/of GLONASS) en één te ontvangen correctiesignaal van een vaste tweede satelliet-ontvanger boven een bekend punt. De ontvanger op een vast punt (Basis Station of referentiestation) wordt gebruikt om constant correcties te verzenden naar een bewegende ontvanger (Rover). Nadat het referentiestation is opgesteld en geïnitialiseerd (fase-meerduidigheden bepaald) kan RTK gebruikt worden. De fase-meerduidigheden worden overigens in de hele wereld bepaald met de LAMBDA-methode, ontwikkeld aan de TU Delft. De correcties worden nu via een GSM/GPRS-verbinding naar de GPS-ontvanger verzonden. Er kan nu een precisie bereikt worden van enkele centimeters. Het is overigens tegenwoordig ook mogelijk om gebruik te maken van RTK-netwerken (30-40 stations in Nederland), die een Virtueel Referentie Station (VRS) in de buurt van je mobiele ontvanger berekenen. RKT GPS wordt toegepast voor landmeetkunde, grondverzet, agrarische sector.
Het European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS) is een service (per 1 oktober 2009) aangeboden door het ESA, de Europese Commissie en Eurocontrol. De drie communicatiesatellieten en een netwerk van grondstations geven aan de ontvangers door of de GPS-satellieten betrouwbare informatie uitzenden. Per 2 maart 2011 is EGNOS ook beschikbaar voor de luchtvaart. Meer informatie hierover is te vinden op de website van ESA. Zie ook de video van ESA over EGNOS en toepassingen.
