Si queré saber el signo de un número, bastaría con comprobar si es o no menor que 0 -if(algo<0)...-. El error se produce porque querés usar un método de String en un número. Si de todas formas querés usarlo, deberías convertirlo a cadena antes.
Fijate en esto:
Código PHP:
<script>
n=-10;
if(n<0)alert('negativo');else alert('positivo');//devuelve negativo
try{signo=n.substring(0,1);alert(signo);}catch(e){alert(e.message);}//devuelve error
alert(n.toString().substring(0,1));//devuelve -
</script>