GPS運控段通過GPS監測站網絡測量并計算衛星星歷和星鐘參數值，利用它們可以確定衛星狀態（位置和速度）和衛星時鐘相關參數（鐘差、頻偏和漂移率）。這些參數的當前值通過卡爾曼濾波器獲得，并通過預報模型產生參數上傳給衛星，形成導航電文廣播給用戶。在估算當前參數值和預報未來的參數值時均會產生誤差。預測誤差與數據齡期成正比，數據齡期是從最近一次數據上傳時間開始計算的。由此可見，上傳給衛星的數據越頻繁，模型估算、預報星歷和時鐘的參數越精確，運控段產生的誤差會越小。

 

　　衛星信號在大氣中傳播時，主要有電離層和對流層造成的傳播效應。電離層主要分布在距離地面50～1000千米高度區域，該區域的大氣因為太陽輻射的原因，其分子和原子產生電離作用，成為自由電子和離子。所以，電離層的狀態主要取決于太陽活動程度。電離層不同高度上的電子密度分布存在差異，分為若干層，自下而上分別稱為D、E、F1和F2層，F2層為電子密度最大的區域，通常位于距地面段高度為250～400千米區間內。電離層的物理特性呈現晝夜變化、季節變化、緯度區域變化和太陽黑子周期變化，以及多種多樣的太陽和地磁活動相關的異常變化與時空變化。在電離層中，GPS的無線電信號傳播速度與信號傳播路徑上的自由電子數量（沿著路徑的柱體內自由電子的總數，稱為總電子含量，柱體的底面積為1平方米）。電離層對于GPS信號的影響主要為：使得信號的相速度加快，群速度變慢，造成電離層附加的時延，時延量與總電子含量成正比，顯然與穿過電離層的路徑長度（衛星的觀測仰角）密切相關。在所有的非人為誤差因素中，電離層是最大的誤差來源，達到數米，甚至數十米。電離層誤差的消除和改正辦法，通常采用電離層模型改正方法，在導航電文中廣播電離層改正模型，至少能夠消除50%以上的誤差，當然還可以利用更為精確的模型，或者星基增強系統廣播的電離層改正值。最好的辦法是利用雙頻接收機，運用電離層效應與信號頻率的平方成反比的原理，通過雙頻測量的組合差分加以抵消。

 

　　對流層是從地面至10多千米高度區間的中性大氣，主要由干氣部分或水汽部分組成，GPS信號通過它時也會發生折射，造成對流層時延。通常，消除或者改正對流層誤差的主要辦法是利用對流層模型，能夠達到較高的精度（改正后的殘差為厘米量級）。當然，實時估算水汽造成的濕時延，并且達到很高的精度，目前還具有挑戰性。

 

　　在高精度定位測量中，信號強度、碼結構和接收機與天線設計的一系列誤差還需要考慮到。其中主要應該考慮接收機噪聲和多徑效應兩種誤差。影響信號碼和載波相位測量的隨機測量噪聲稱為接收機噪聲，它包括天線接收到的與GPS信號無關的射頻信號；天線、前置放大器、饋線和接收機等產生的噪聲、多徑噪聲和信號變換量化噪聲。接收機噪聲引起的測量誤差隨著信號強度降低而增加，尤其是在信噪比較低的情況下，更為明顯。多徑效應是指信號通過兩個或者兩個以上的路徑到達接收機天線的現象。它對于信號碼和載波相位測量均有影響。偽距測量中的多徑誤差一般在1～5米范圍內，載波相位測量中相應的誤差要小兩個數量級，為1～5厘米。避免多徑效應的主要方法是將觀測天線安置在開闊區域，免得出現反射波現象。當然也可以通過天線設計來減少多徑影響。