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电离层是日-地空间环境的重要组成部分,会对人类的生产和生活产生影响。当全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）发射的电磁波信号在电离层中传播时,会产生几米到几十米的误差,是制约GNSS用户（尤其单频GNSS用户）高精度定位的主要误差源之一。电离层总电子含量（Total Electron Content,TEC）是描述电离层变化特性的关键参量,构建实时电离层TEC模型可为实时导航定位用户提供电离层延迟改正,加快精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）收敛速度,实现对空间天气的精准监测。同时,为满足GNSS用户对高精度电离层延迟的实时改正需求并实现对电离层的实时精准监测,国际GNSS服务组织（International GNSS Service,IGS）电离层分析中心于近些年开始关注实时电离层TEC模型的构建,并取得了一些初步结果。因此,实时电离层TEC模型的构建已成为电离层研究领域的热点。本文以构建实时电离层TEC模型为目标,从融合多源电离层数据构建电离层TEC模型和高精度电离层TEC预报模型的构建展开研究,主要研究内容及贡献如下:（1）为了解IRI-2016模型和NeQuick2模型在长时间内的模型精度情况,以确定其是否满足“归一化”要求,使用不同方法评估了2002年001天～2018年365天两种模型与IGS提供的电离层最终产品（IGSG）精度。结果表明,IRI-2016模型和NeQuick2模型精度基本相当,但比IGSG精度差。IGSG、IRI-2016模型和NeQuick2模型dSTEC评估结果的RMS均值分别为1.8、2.7和2.6 TECU,且IRI-2016模型和NeQuick2模型的模型值小于IGSG的模型值;相对于Jason-2/3VTEC的RMS值分别为4.8/6.2、6.0/6.0和5.9/6.0 TECU。（2）使用单层“归一化”法以克服现有方法仅将电离层未探测部分简单视为常数带来的不足,实现多源电离层数据的最优融合。该方法利用NeQuick2模型分别计算不同探测范围内对应电离层穿刺点处的垂直方向电离层总电子含量值,并根据计算得到的不同探测范围间的尺度因子,使多源电离层数据对电离层具有相同的探测范围。随后,使用不同策略构建2015年1月1日～2015年9月27日的顶部电离层模型（GTIM）,验证单层“归一化”法的可行性。结果表明:使用“归一化”后非等高度LEO卫星观测数据（MA-LEO）构建的GTIM精度比使用类似卫星轨道高度LEO卫星观测数据（SA-LEO）构建的GTIM精度高,且能更好的反应顶部电离层的变化。MA-LEO估计得到的500 km和800 km LEO星载GPS接收机DCB（LEO DCB）RMS值比SA-LEO策略分别减小23.1%和40.7%。对GTIM-500,MA-LEO策略估计的GPS DCB RMS值减小约12%;对GTIM-800,MA-LEO策略估计的GPS DCB RMS值减小约20%。同时,MA-LEO策略构建的GTIM模型dSTEC评估精度提高了24.2%。（3）详细阐述了融合多源电离层数据构建电离层TEC模型的参数估计方法及建模流程,并分别使用地基多系统GNSS数据（Ground-Based）和联合经单层“归一化”法得到的多源电离层数据与地基多系统GNSS数据（Multisource）构建了2017年050天～2017年080天全球电离层TEC模型。结果表明:Multisource策略构建的电离层TEC模型精度较Ground-Based策略构建的电离层TEC模型精度有提高。两种策略构建的电离层TEC模型在全球范围内的偏差在-1.0～0.0TECU之间且主要出现在海洋上空。Multisource策略构建的电离层TEC模型在海洋上空的RMS均值为5.03 TECU,比Ground-Based策略构建的电离层TEC模型在海洋上空的RMS值减小约15%。同时,两种策略估计的卫星DCB及接收机DCB差异较小。Multisource策略构建的电离层TEC模型dSTEC评估结果的RMS值为2.41 TECU,比Ground-Based策略构建的电离层TEC模型dSTEC评估结果的RMS值减小3.60%,最大提高约15%。（4）介绍了半参数模型的原理及其对电离层TEC值进行预报的方法和长短期记忆（LSTM）网络及其对电离层球谐系数进行预报的流程。随后,使用不同方法构建了2020年005天～2020年100天的电离层TEC预报模型。结果表明,半参数模型的预报精度要略优于LSTM网络的预报精度。对不同电离层TEC预报模型,CODE提供的电离层预报产品与CODE提供的GIM文件（CODG）的偏差和半参数电离层TEC预报模型与CODG的偏差大致相同,均略优于LSTM网络电离层TEC预报模型与CODG的偏差。不同电离层预报模型与CODG的偏差基本服从正态分布且97%以上的预报残差集中在±5 TECU之间。不同电离层预报模型的一天预报值与CODG的相关性均在0.95以上,两天预报值与CODG的相关性均在0.94以上。（5）为全面了解IGS电离层分析中心提供的实时电离层产品精度,对比、分析了2017年001天～2018年365天不同IGS电离层分析中心提供的实时电离层产品精度。结果表明:实时电离层产品精度比电离层预报产品精度差且产品精度不稳定。中科院提供的实时电离层产品（CAS RT-GIM）、武汉大学提供的实时电离层产品（WHU RT-GIM）、加泰罗尼亚理工大学提供的实时电离层产品（UPC RT-GIM）和CODE提供的一天电离层预报产品（C1PG）与IGSG的一致性较好,与IGSG的偏差分别为-0.97、-0.90、-0.77和-0.80 TECU。UPC RT-GIM、CAS RT-GIM、WHU RT-GIM、C1PG和IGSG相对于Jason-2/3 VTEC的RMS值分别为4.44/5.71、3.59/5.21、3.71/5.28、3.64/5.28和3.70/5.70 TECU。UPC RT-GIM、CAS RT-GIM、WHU RT-GIM、C1PG和IGSG模型dSTEC评估结果的RMS值分别为4.02、1.72、2.20、1.86和1.49 TECU。使用不同实时电离层产品对电离层延迟进行改正,得到的动态SF-PPP水平方向定位偏差为分米级,在高程方向定位偏差为米级。（6）介绍了实时电离层TEC模型的参数估计方法及建模流程与策略,实现了联合非差模糊度固定解法提取实时电离层数据和电离层TEC预报模型构建实时电离层模型（SGG RT-GIM）。同时,对比了2020年300天～2020年366天基于非差模糊度固定解法提取的电离层数据构建的事后电离层TEC模型（SGG Post-GIM）与SGG RT-GIM的差异。结果表明:SGG Post-GIM和SGG RT-GIM与IGSG偏差的均值分别为-0.45和-0.57 TECU。同时,IGSG、SGG Post-GIM和SGG RT-GIM模型dSTEC评估结果的RMS值分别为1.19、1.15和1.57 TECU。使用IGSG、SGG Post-GIM和SGG RT-GIM改正电离层延迟并进行静态SF-PPP测试,得到的三维偏差的变化范围分别在0.3～0.6 m、0.3～0.6 m、0.6～0.9 m和0.9～1.5 m之间;得到的水平方向定位偏差分别为0.14、0.19和0.21 m;高程方向定位偏差分别为0.36、0.33和0.38 m。使用Klobuchar对电离层延迟进行改正,得到的SF-PPP水平方向偏差约0.25 m;高程方向定位偏差为0.64 m。