GPS测量结果的误差主要来源于GPS卫星、卫星信号的传播过程和地面接收设备。在高精度的GPS测量中，还应注意到与地球整体运动有关的地球潮汐、负荷潮及相对论效应等的影响。
上述误差，按误差性质可分为系统误差与偶然误差两类。偶然误差主要包括信号的多路径效应和接收机的安置误差；系统误差主要包括卫星的星历误差、卫星钟差、接收机钟差以及大气折射的误差等。其中系统误差无论从误差的大小还是对定位结果的危害性讲都比偶然误差要大得多，它是GPS测量的主要误差源。系统误差有一定的规律可循，故可采取一定的措施消除。
1.与信号传播有关的误差
与信号传播有关的误差有电离层折射误差、对流层折射误差及多路径效应误差。
（1）电离层折射误差。所谓电离层，指地球上空距地面高度在50～1000km之间的大气层。电离层中的气体分子由于受到太阳等天体各种射线辐射，产生强烈的电离，形成大量的自由电子和正离子，当GPS信号通过电离层时，如同其他电磁波一样，信号的路径会发生弯曲，传播速度也会发生变化，这种偏差叫电离层折射误差。电离层改正的大小主要取决于电子总量和信号频率。载波相位测量时的电离层折射改正和伪距测量时的改正数大小相同，符号相反。对于GPS信号来讲，这种距离改正在天顶方向最大可达50m，在接近地平方向时（高度角为20°）则可达150m，因此必须加以改正，否则会严重损害观测值的精度。减弱电离层影响的措施，一般有利用双频接收机观测；利用电离层改正模型加以修正；利用同步观测值求差。
（2）对流层折射误差。对流层是高度为50km以下的大气底层，其大气密度比电离层更大，大气状态也更复杂。对流层与地面接触并从地面得到辐射热能，其温度随高度的上升而降低，GPS信号通过对流层时，也使传播的路径发生弯曲，从而使测量距离产生偏差，这种现象叫做对流层折射。
对流层的折射与地面气候、大气压力、温度和湿度密切相关，这也使得对流层折射比电离层折射更复杂。对流层折射的影响与信号的高度角有关，当在天顶方向（高度角为90°），其影响达2～3m；当在地面方向（高度角为10°），其影响可达20m。解决对流层折射问题一般是通过对流层折射改正模型进行改正，如霍普菲尔德（Hopfield）模型、萨斯塔莫宁（Saastamoinen）模型、勃兰克（Black）模型等。
理论分析与实践表明，目前采用的各种对流层模型，都难以将对流层的影响完全改正，所以需要采取进一步减弱对流层折射影响的措施，如：采用上述对流层模型改正对流层折射误差，其气象参数在测站直接测定；引入描述对流层影响的附加待估参数，在数据处理中一并求得；利用同步观测量求差等。当两观测站相距不太远时（例如小于20km），由于信号通过对流层的路径相似，所以对同一卫星的同步观测值求差，可以明显地减弱对流层折射的影响，因此，这一方法在精密相对定位中被广泛应用。但是，随着同步观测站之间距离增大，求差法的有效性也将随之降低。当距离大于100km时，对流层折射的影响是制约GPS定位精度的重要因素。
（3）多路径效应误差。在GPS测量中，如果测站周围的反射物所反射的卫星信号（反射波）进入接收机天线，会与直接来自卫星的信号产生干涉，从而使观测值偏离真值产生所谓的“多路径误差”，这种由于多路径的信号传播所引起的干涉时延效应被称作多路径效应，其误差称为“多路径效应误差”。
多路径效应是GPS测量中一种重要的误差源，将严重损害GPS测量的精度，严重时还将引起信号的失锁。削弱多路径误差的方法有：
1）选择合适的站址。灌木丛、草和其他地面植被能较好地吸收微波信号的能量，是较为理想的设站地址，翻耕后的土地和其他粗糙不平的地面的反射能力也较差，也可选站。测站不宜选择在山坡、山谷和盆地中，以避免反射信号从天线抑径板上方进入天线，此外，测站应离开高层建筑物（特别是大片玻璃幕墙的建筑物）以及大面积平静的水面。观测时，汽车也不要停放得离测站过近，另外观测时也尽量不使用手机。
2）延长观测时间。由于多路径误差是时间的函数，所以在静态定位中经过较长时间的观测后，多路径误差的影响可大为削弱。
2.与卫星有关的误差
与卫星本身有关的误差有卫星星历误差、卫星钟误差及相对论效应。(www.xing528.com)
（1）卫星星历误差。由星历所给出的卫星在空间的位置与实际位置之差称为卫星星历误差。由于卫星在运行中要受到多种摄动力的复杂影响，而通过地面监测站又难以充分可靠地测定这些作用力并掌握它们的作用规律，因此在星历预报时会产生较大的误差。在一个观测时间段内星历误差具有系统误差特性，是一种起算数据误差，它将严重影响单点定位的精度，也是精密相对定位中的重要误差源。
解决星历误差的方法有以下几种：建立自己的卫星跟踪网独立定轨；在平差模型中把卫星星历给出的卫星轨道作为初始值，视其改正数为未知数，通过平差同时求得测站位置及轨道的改正数；在两个或多个观测站上，对同一卫星的同步观测值求差，以减弱卫星星历误差的影响。
（2）卫星钟误差。卫星钟误差包括由钟差、频偏、频漂等所产生的误差，也包含钟的随机误差。在GPS测量中，无论是码相位观测或载波相位观测，均要求卫星钟和接收机钟保持严格同步。尽管GPS卫星设有高精度的原子钟（铷钟和铯钟），但与理想的GPS时之间仍存在着偏差或漂移，这些偏差的总量均在1ms以内，由此引起的等效距离误差约可达300km。
（3）相对论效应。相对论效应是由于卫星钟和接收机钟所处的状态（运动速度和重力位）不同而引起卫星钟和接收机钟之间产生相对钟误差的现象。所以严格地说，将其归入与卫星有关的误差不完全准确。但是由于相对论效应主要取决于卫星的运动速度和重力位，并且是以卫星钟的误差这一形式出现的，所以将其归入此类误差。事实上，卫星轨道是一椭圆，卫星运行速度也随时间发生变化，相对论效应影响并非常数，所以即便经过改正后仍有残差，它对GPS时的影响最大可达7ms，对精密定位仍不可完全忽略。
3.与接收机有关的误差
与接收机有关的误差主要有接收机钟误差，接收机位置误差、天线相位中心位置偏差等。
（1）接收机钟误差。GPS接收机一般采用高精度的石英钟，其稳定度约为10－9。若接收机钟与卫星钟间的同步差为1μs，则由此引起的等效距离误差约为300m。
减弱接收机钟差的方法有以下3种：把每个观测时刻的接收机钟差当作一个独立的未知数，在数据处理中与观测站的位置参数一并求解；认为各观测时刻的接收机钟差间是相关的，像卫星钟那样，将接收机钟差表示为时间多项式，并在观测量的平差计算中求解多项式的系数；通过在卫星间求一次差来消除接收机的钟差。
（2）接收机位置误差。接收机天线相位中心相对测站标石中心位置的误差称为接收机位置误差，包括天线的置平和对中误差、量取天线高误差。因此，安置接收机，必须仔细操作，以尽量减少这种误差的影响。对于精密定位，应采用有强制对中装置的观测墩。
（3）天线相位中心位置偏差。在GPS测量中，观测值都是以接收机天线的相位中心位置为准的，天线的相位中心与其几何中心在理论上应保持一致，但实际上天线的相位中心随着信号输入的强度和方向不同而有所变化，即观测时相位中心的瞬时位置（称相位中心）与理论上的相位中心会有所不同，这种差别叫天线相位中心的位置偏差，其影响可达数毫米至数厘米。如何减少相位中心的偏移是天线设计中的一个重要问题。
在实际工作中，如果使用同一类型的天线，在相距不远的两个或多个观测站上同步观测同一组卫星，便可以通过观测值的求差来削弱相位中心偏移的影响，要求各观测站的天线应按天线附有的方位标进行定向，使之根据罗盘指向磁北极，定向偏差应保持在3°以内。
GPS测量的误差来源是很复杂的，随着对定位精度要求的不断提高，研究这些误差来源并确定它们的影响规律具有重要的意义。
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