یونسفر بخشی از لایه فوقانی جو است که از الکترون ها و نیز اتم ها و مولکول های یونیزه شده ناشی از تشعشعات ماوراء بنفش خورشیدی تشکیل شده است. امواج الکترومغناطیس در گذر از این لایه دچار پدیده تفرق می گردند و بسته به فرکانسشان تغییر سرعت پیدا می کنند. منبع اصلی تفرق پارامتری به نام ” مجموع کل الکترون های مسیر گذر ” یا TEC است. به دلیل دشواری محاسبه این پارامتر معمولا از یک مدل فرضی به جای یونسفر واقعی استفاده می کنند. این مدل، یونسفر را پوسته­ای نازک، با چگالی یکنواخت اطراف زمین فرض می­کند که در ارتفاع تقریبی ۳۵۰ کیلومتر سطح زمین قرار دارد. خط دید ماهواره به گیرنده در برخورد با این پوسته نقطه ای را ایجاد می کند که به حفره یونسفری یا IPP معروف است.

رابطه زیر میزان خطای یونسفری را محاسبه می­کند. در این رابطه f’ زاویه ارتفاعی، f فرکانس سیگنال و TEC  مجموع کل الکترون­های مسیر گذر سیگنال است.

جمله  ’ sin Φ     برای محاسبه طول مسیر اضافی طی شده در یونسفر زمانیکه راستای ماهواره نسبت به راستای قائم انحراف دارد به کار می رود.

نمودار زیر میزان تفاوت خطای یونسفری کاربر و ایستگاه مرجع را برای جدایی ارتفاعی این دو از هم نسبت به دو پارامتر زاویه ارتفاعی و انکسار سطحی بیان می دارد.

اختلاف خطای یونسفری به خاطر تفاوت زاویه ارتفاعی برای زمانیکه کاربر و ایستگاه مرجع نسبت به هم تنها از نظر مسطحاتی فاصله دارند به صورت زیر است:

که در رابطه فوق p جدایی کاربر از ایستگاه مرجع، Φ_m زاویه ارتفاعی ماهواره نسبت به ایستگاه مرجع و Φ’_m زاویه ارتفاعی ماهواره نسبت به حفره یونسفری ایستگاه مرجع است.

مقدار عددی پارامتر TEC معمولا در محدوده ۱۰^۱۶ تا  ۱۰^۱۸ الکترون بر متر مربع قرار می­گیرد. مثلا در مناطق معتدل این پارامتر در حدود ۱۰^۱۶ × ۵ الکترون بر متر مربع است. بر این اساس تفاوت خطای یونسفری کاربر و ایستگاه مرجع زمانی که فاصله آنها حدودا ۱۰۰ کیلومتر باشد برابر است با:

نمودار زیر تغییرات مربوط به تفاوت خطاهای یونسفری ناشی از تفاوت زاویه ارتفاعی ماهواره به عنوان تابعی از فاصله کاربر از ایسـتگاه مرجع نشان داده شده است. این نمودار برای ۳ زاویه ارتفاعی و پارامتر ۱۰^۱۶ × ۵=TEC ترسیم شده است.

نوسانات پارامتر TEC در یونسفر در مقایسه با نوسانات زاویه ارتفاعی ماهواره، معمولا اختلاف خطای یونسفری بیشتری ایجاد می­کند. تفاوت خطاهای یونسفری در راستای قائم (یعنی خطای مربوط به ماهواره­ای که مستقیما بالای سر گیرنده است) به خاطر نوسانات پارامتر TEC معمولا در دامنه ۲۰ تا ۵۰ سانتیمتر برای جدایی ۱۰۰ کیلومتر قرار دارد؛ البته این مقدار برای زمانیست که یونسفر در وضعیت ناآرام قرار نداشته باشد. اما اگر یونسفر ناآرام باشد این مقدار می تواند به بیش از ۴ متر برسد.

در یک مطالعه که با مشاهدات یک ساله شبکه­ای از گیرنده­های GPS انجام شد(در ساعات روز و برای ماهواره­هایی با زاویه ارتفاعی مایل)، نتیجه حاصل برای تفاوت خطای دو گیرنده به فاصله ۴۰۰ کیلومتر واقع در عرض­های جغرافیایی میانی در ۹۵% زمان­ها کمتر از ۲ متر بود، حتی در زمان اوج سیکل ۱۱ ساله خورشیدی.

خطای یونسفری غالبا تغییرات اندکی نسبت به زمان دارد، معمولا از یک سیکل روزانه با مقادیر کم در اوقات شب (به وقت محلی) تبعیت می­کند و سپس به تدریج در اوقات بعداز ظهر به بیشترین مقدار خود می­رسد و پس از آن میزان خطای یونسفری دوباره به مقادیر اندک شب­هنگام باز می گردد. در عرض های جغرافیایی میانی، تغییرات زمانی خطای یونسفری در راستای قائم، ندرتا از ۸ سانتیمتر بر دقیقه فراتر می­رود، در نواحی دیگر این مقدار تا ۶۵ سانتیمتر بر دقیقه هم مشاهده شده است و حتی در دفعاتی معدود تغییر ۳ متر بر دقیقه نیز ثبت گردیده است. البته همه این مشاهدات مشتمل بر اثرات دو پارامتر زاویه ارتفاعی و TEC بوده اند.