Для интерпретации данных измерений гамма-всплесков, рентгеновских, оптических и радио-послесвечений разработан аппарат математического моделирования характеристик электромагнитного излучения внегалактических источников с учетом эффектов гравитации и рефракционного рассеяния на неоднородностях космической среды. В основу аппарата положены лучевые дифференциальные уравнения в форме Эйлера. Для расчета влияния гравитации использована модель эффективного показателя преломления вакуума, связанного с потенциалом тяготения. Задача распространения волн в искривленном (римановом) пространстве сведена к траекторной задаче в евклидовом пространстве. Решая уравнение Пуассона для различных моделей плотности распределения массы астрофизических объектов, можно рассчитать гравитационный потенциал и вычислить эффективный показатель преломления вакуума. В предположении аддитивности вкладов различных объектов в общее гравитационное поле предложена приближенная модель эффективного показателя преломления. Для описания хаотических неоднородностей космической среды используются пространственные корреляционные функции показателя преломления. Расчеты рефракционного рассеяния волн выполнены в приближении теории возмущений. Получены интегральные представления для статистических моментов боковых отклонений лучей в картинной плоскости наблюдателя. С помощью аналитических преобразований интегралы для моментов сведены к обыкновенным дифференциальным уравнениям первого порядка для совместного численного расчета средних и среднеквадратичных отклонений лучей. На основе результатов моделирования сделана оценка условий гравитационного линзирования электромагнитного излучения различных частотных диапазонов с учетом рефракционного рассеяния. Показано, что метровое радиоизлучение внегалактических источников представляет собой условную низкочастотную границу электромагнитного диапазона для наблюдений эффекта гравитационного линзирования в стохастической космической среде.