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由于電離層中存在自由電子，故GPS信號穿越這一區(qū)域時，并非用真空中的光速行進，而是形成調制信號包絡的傳播時延，這時延量的數(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，超前的時間量與時延值相等。載波平滑接收機在其濾波器設計中，就考慮了這種因素。電離層的模型在中緯度應用中較為合理有效，這是因為該區(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延。最簡單的辦法是運用電離層時延的晝夜變化模型，模型參數(shù)在導航電文中會不時地加以更新。這一模型的有效精度在中緯度用戶測距中約2～5m。
改正電離層時延的另一種方法是使用雙頻接收機，測量在L1和L2上的兩種信號到達時間差，直接通過數(shù)學線性處理方法將時延消除。利用這種雙頻技術和經(jīng)過很好定標的接收機，提供的測距精度為1～2m。
還有一種方法是依賴近實時的更新，如廣域差分GPS（WADGPS）提供差分改正信息，也能達到1～2m的精度。
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