تروپوسفر نزدیکترین لایه جو به سطح زمین است که به طور میانگین در عرض­های میانی ۱۷ کیلومتر عمق دارد (این عمق در استوا بیشتر و در قطب کمتر است) و تقریبا ۷۵ درصد از جرم اتمسفر را در خود جای داده است و ۹۹ درصد ذرات معلق و بخار آب موجود در اتمسفر در این لایه قرار دارد.

همانطور که می­دانیم سرعت تابش امواج الکترومغناطیس در هنگام عبور از تروپوسفر بسته به دما، فشار و رطوبت نسبی تغییر می­کند. در اینجا، برآوردی از نوع تفاوت تاخیر تروپوسفری که می­توان با توجه به وضعیت مسیر عبور سیگنال انتظار داشت و همچنین مدلی برای توصیف آن ارائه می­گردد. این مدل در حقیقت تاخیر تروپوسفری یک سیگنال منتشر شده از ماهواره GPS تا کاربر را به صورت زیر بیان می­کند:

که در آن:

ε_u^Tropo : خطای تروپوسفری که برای کاربر رخ می­دهد (بر حسب متر)

Φ : زاویه ارتفاعی کاربر به ماهواره بر حسب درجه

N_s : انکسار سطحی

بر اساس شکل فوق می­توان نوشت:

اگر N_s را ثابت فرض کنیم، اختلاف خطای تروپوسفری در موقعیت کاربر و ایستگاه مرجع به صورت زیر قابل محاسبه است:

جمله دوم عبارت سمت راست برای سازگاری اطلاعات در زوایای ارتفاعی پائین (حدود ۱۰ درجه یا کمتر) اضافه شده است و در زوایای ارتفاعی دیگر قابل اغماض است. برای زوایای ارتفاعی بالاتر تفاوت خطای تاخیر تروپوسفری متناسب است با فاصله میان کاربر و ایستگاه مرجع. برای داشتن یک برآورد عددی از میزان اختلاف خطای تروپوسفری فرض کنید برای مثال زاویه ارتفاعی ۴۵ درجه باشد و p = 100 km ؛ در اینصورت اگر برای Ns یک مقدار میانی تقریبی برابر با ۳۶۰ در نظر بگیریم، آنگاه:

در شکل زیر تغییرات مربوط به اختلاف فوق به عنوان تابعی از جدایی کاربر و ایستگاه مرجع در دو زاویه ارتفاعی مختلف نشان داده شده است. یادآوری می­شود در مدل ارائه شده فوق، در تمام جدایی­های کمتر از ۱۰۰ کیلومتر، تغییرات اختلاف خطاهای تروپوسفری کاربر و ایستگاه مرجع، بخاطر پارامتر انکسار سطحی کمتر از ۵ , ۱ میلیمتر است. همچنین تغییرات زاویه ارتفاعی از ۱۰ تا ۹۰ درجه تاثیر کمتری نسبت به پارامتر انکسار سطحی دارد. بنابراین، حتی در بدترین شرایط یعنی بیشترین مقدار پارامتر انکسار سطحی (۴۰۰) و کمترین میزان زاویه ارتفاعی (۱۰ درجه) اختلاف خطاهای تروپوسفری کاربر و ایستگاه مرجع از ۲ سانتیمتر فراتر نمی رود.

آنچه که از مشاهدات واقعی برمی­آید اینست که سرعت تغییرات خطای تاخیر تروپوسفری (بر حسب فاصله از ایستگاه مرجع) سریع­تر از تغییراتی است که منحصرا به­دلیل تفاوت زاویه دید ایجاد می­گردد. تفاوت محسوس­تر در خطای تروپوسفری از یک مکان به مکان دیگر در واقعیت رخ می­دهد چراکه موارد ذکر شده بر اساس مدل ارائه شده است که هرگز به طور کامل بر واقعیت منطبق نخواهد بود؛ این مسئله در مرز خشکی و آب بیشتر نمایان می­شود، جائیکه ممکن است کاربر و ایستگاه مرجع دارای وضعیت جوی متفاوتی باشند. به عنوان نمونه، در یک مطالعات عملی برای طول مبنایی به اندازه ۲۵ کیلومتر و ماهواره­های با زاویه ارتفاعی بیش از ۵ درجه، تفاوت خطاهای تروپوسفری به بزرگی ۴۰ سانتیمتر رسید. در همین مطالعه کمترین میزان تفاوت خطای تروپوسفری مشاهده شده برای طول مبنای ۲۵ کیلومتری به اندازه ۱۰ سانتیمتر بود.

آنچه که مسلم است تفاوت ارتفاعی میان کاربر و ایستگاه مرجع اثر بیشتری نسبت به جابجایی مسطحاتی آنها دارد. یکی از مدل هایی که می توان براساس آن به بررسی تاثیر ارتفاع در اختلاف خطای تروپوسفری پرداخت در ذیل ارائه شده است:

این مدل نشان می دهد برای مثال تفاوت ارتفاعی به اندازه ۱ کیلومتر نسبت به ایستگاه مرجع چه تاثیری در خطای تروپوسفری می گذارد:

پس تفاوت خطاهای تروپوسفری کاربر و ایستگاه مرجع برابر خواهد بود با:

که در آن زاویه ارتفاعی ۴۵ درجه و N_s=360 فرض گردیده است.