Предложены и опробованы модели мелкомасштабных и мезомасштабных неоднородностей показателя преломления тропосферы и нижней стратосферы, обобщающие ранее опубликованные данные экспериментальных наблюдений и теоретического моделирования. Приведены результаты численного моделирования распространения радиосигналов глобальной спутниковой системы GPS с учетом неоднородной структуры поля показателя преломления в тропосфере и нижней стратосфере. Дан сравнительный анализ результатов моделирования и реальных данных спутникового радиозатменного эксперимента CHAMP.