电离层是日地空间环境的重要组成部分,对穿过其中的无线电导航信号传播造成干扰,尤其对单频接收机用户有着重大的影响,其误差已成为全球卫星导航系统(GNSS)数据处理中最为棘手的误差源之一。近年来,随着卫星导航系统不断发展以及人类空间活动的增多,掌握电离层的变化特征以及监测和反演其规律也越来越受到重视。因此,对电离层进行研究具有重要意义。近年来,我国BDS的建设和应用为GNSS电离层研究带来新的机遇和挑战:一方面,我国所处的地理位置较全球平均电离层水平更为复杂,我国BDS监测站主要布设在境内,境外非常有限,加之,目前BDS星座还不完善,尚不能实现全球导航定位,与GPS相比,BDS尚不能独立完成全球电离层建模;另一方面,当今国际环境竞争激烈,建立独立自主的高精度电离层时延修正模型对我国BDS在国际导航市场中取得优势地位具有重要意义。基于以上几点,本文开展了基于GNSS观测数据的全球电离层延迟模型建立方法的研究,分析利用GNSS技术建立全球电离层模型的原理和数据处理方法,并分别建立了基于GPS单系统和GPS/BDS双系统观测数据的全球电离层TEC模型。另外,考虑到目前北斗测站较少,星座还不完善,无法单独建模的现状,为此本文提出了基于“伪球谐函数”建立中国区域电离层延迟模型的方法。本文的主要工作和成果可归纳如下:1、研究了GNSS观测数据预处理方法,重点研究了用于周跳探测的Kalma n滤波法、高次差法和多项式法,对比分析了基于Kalman滤波法在区分粗差和小周跳的优越性,以及时效性。详细推导了利用GNSS观测数据计算电离层TE C的公式,并重点研究了载波相位平滑伪距的算法。通过实验表明,利用载波相位平滑伪距可提高建模精度。2、研究总结了基于GNSS观测数据全球电离层建模的原理、数据处理方法。分别建立了基于GPS单系统和GPS/BDS双系统观测数据的全球电离层TEC模型。通过实验分析可知,相对于单模GPS,使用GPS/BDS双系统对全球电离层建模的模型精度在一定程度上有所提高,但BDS系统尚未具备独立建立全球电离层模型的能力,需要联合其他系统联合建模。3、利用GPS/BDS双系统观测数据研究了基于“伪球谐函数”建立中国区域电离层延迟模型的方法,精确估计我国BDS卫星的硬件延迟偏差参数,并分析了其精度和可靠性。为发展我国BDS广域增强系统电离层时延修正技术提供了重要参考。