由于電離層中存在自由電子,故GPS信號穿越這一區(qū)域時(shí),并非用真空中的光速行進(jìn),而是形成調(diào)制信號包絡(luò)的傳播時(shí)延,這時(shí)延量的數(shù)值與傳播路徑上的總電子含量(沿以傳播路徑為圓心的單位截面的柱體中包含的自由電子總量)成正比,與載波頻率平方成反比。與其相反的是,無線電載波頻率的相位傳播卻比真空中超前,超前的時(shí)間量與時(shí)延值相等。載波平滑接收機(jī)在其濾波器設(shè)計(jì)中,就考慮了這種因素。電離層的模型在中緯度應(yīng)用中較為合理有效,這是因?yàn)樵搮^(qū)域電離層相對較穩(wěn)定,而在赤道區(qū)附近或磁極區(qū),電離層的起伏變化相當(dāng)大,其特性往往無法用簡單的模型加以描述。
所有的用戶均可修正其原始偽距的電離層時(shí)延。最簡單的辦法是運(yùn)用電離層時(shí)延的晝夜變化模型,模型參數(shù)在導(dǎo)航電文中會不時(shí)地加以更新。這一模型的有效精度在中緯度用戶測距中約2~5m。
改正電離層時(shí)延的另一種方法是使用雙頻接收機(jī),測量在L1和L2上的兩種信號到達(dá)時(shí)間差,直接通過數(shù)學(xué)線性處理方法將時(shí)延消除。利用這種雙頻技術(shù)和經(jīng)過很好定標(biāo)的接收機(jī),提供的測距精度為1~2m。
還有一種方法是依賴近實(shí)時(shí)的更新,如廣域差分GPS(WADGPS)提供差分改正信息,也能達(dá)到1~2m的精度。