电离层是空间环境的重要组成部分。随着航空航天和无线通信技术的飞速发展和广泛应用,电离层对它们的影响日益不容忽视,尤其是对于GNSS系统,电离层引发的电波信号折射是其主要的误差源。影响电波折射的直接因素是电离层中的电子含量及其分布。电离层的变化特性极为复杂,很难从物理层面准确描述。在实践中,常用的有效研究手段是先利用各类探测手段获取电子含量实测信息,然后用合适的数学函数建立电离层TEC和电子密度分布模型。高精度的电离层模型有利于提高GNSS用户的导航定位精度,也可为空间环境监测和预报提供数据参考,对于电离层基础理论研究更是具有重要的科学意义。在众多电离层探测技术中,一方面地基GNSS技术是目前获取TEC精度最高的测量手段,而另一方面,空基GNSS电离层掩星技术可以获取高精度的电子密度剖面。本文联合空地基GNSS数据进行电离层建模,充分发挥地基GNSS技术可长期连续监测的优势和空基掩星技术全天候、高垂直分辨率的优势。本文的主要研究内容如下:1、简要介绍了电离层研究现状和GNSS概况,分析了电离层的分层和变化特性,并描述了通过地基GNSS获取电离层TEC和通过空基掩星探测电子密度的基本原理。随后具体从以下三个方面展开电离层建模的研究:2、基于单站地基GNSS数据的区域二维VTEC建模。以非组合PPP技术代替常规的载波平滑伪距法,顾及硬件延迟偏差项的影响,应用扩展卡尔曼滤波估计斜电离层延迟。随后根据单站TEC实测数据建立起VTEC区域多项式模型,评估了分时段建模的内符合精度,同时通过IGS格网产品来评价外符合精度。试验结果表明VTEC模型具备较好的拟合效果,多个测站VTEC结果与IGS产品的基本一致。3、电离层垂直方向电子密度剖面的反演。提出一种综合Chapman函数和QP函数,用掩星实测数据提供标高约束的电子密度垂直剖面反演方法。选取东亚地区若干测站的多个数据进行实验,将电子密度剖面以及F2峰值参数估值结果与掩星、IRI结果作比较分析。结果显示,通过本文方法获取的电子密度剖面曲线与掩星和IRI结果较为符合,F2层峰值参数的精度略优于IRI模型。4、区域三维空间电子密度建模研究。在反演的单站垂直剖面的基础上,根据区域内掩星观测和多个地基测站的实测数据,用低阶球谐函数拟合foF2和hmF2的水平分布。欧洲地区的试验结果表明,以地面垂测仪台站数据为基准,本文三维模型得到的F2层峰值参数相比IRI模型更符合实际情况。为进一步评价模型的可靠性,本文提出检验STEC观测值与模型计算值符合度的检验。发现除在测区边缘外,区域内部STEC符合的精度较高。相较于像素基层析模型,本文的三维电子密度模型大大减少了待估参数的个数,计算更加方便简洁,具有一定的参考价值。