Le principe en est des plus simples: un laser génère une impulsion lumineuse de très courte durée dirigée vers un satellite au moyen d’un télescope. Le satellite lui-même ou un prisme fixé sur le satellite réfléchit le signal lumineux et le renvoie vers l’émetteur. L’électronique enregistre l’heure de retour de l’impulsion laser et le temps de transit du signal permet de déterminer la distance séparant le télescope du satellite. Ce processus se répète environ 10 fois par seconde et la mesure de la distance s’effectue à une précision inférieure au centimètre, valeur d’autant plus impressionnante qu’une vingtaine de satellites différents sont observés au total, tous en orbite à des distances atteignant jusqu’à 20'000 kilomètres.

Comme il est désormais possible de procéder à ces observations de jour, les mesures SLR peuvent être effectuées en continu, 24 heures sur 24. L’inconvénient de la technique du laser par rapport au GPS réside toutefois dans l’impossibilité d’effectuer des mesures en cas de couverture nuageuse. Le site Internet de l’Université de Berne fournit des informations complémentaires relatives à l’exploitation opérationnelle et aux résultats obtenus.

Zimmerwald est une station importante du service laser international ILRS. Le même télescope est par ailleurs utilisé pour des observations optiques (exemple: détection automatique de débris spatiaux).

Un récepteur GPS et deux récepteurs GPS / GLONASS sont en fonctionnement continu à Zimmerwald. Leurs données sont tenues à disposition de tous, dans le monde entier. La station de Zimmerwald constitue ainsi l’une des stations de base les plus importantes du service GPS international IGS dans l’optique du calcul des orbites globales des satellites GPS / GLONASS.

Un gravimètre décelant les marées terrestres est en fonctionnement permanent à Zimmerwald. Géré en collaboration avec l’EPF Zurich, il mesure et enregistre automatiquement les fluctuations journalières de l’accélération de la pesanteur. Des mesures gravimétriques absolues sont effectuées à but comparatif, une fois par an, en collaboration avec l’Office fédéral de métrologie (Metas), à l’aide d’un gravimètre absolu FK5 de haute précision.

Des capteurs de pression, de température et d’humidité livrent également des données en permanence; elles servent à la réduction atmosphérique des mesures géodésiques.