GNSS无线电掩星技术是一种新兴的电离层探测的手段,拥有传统电离层观测手段无可比拟的优势。GNSS无线电掩星技术通过临边观测,可以获得地面至LEO轨道高度处的电子密度剖面,具有全球覆盖、垂直分辨率高、全天候、无系统偏差的特点。在球对称假设的前提下,电子密度剖面可以通过Abel变换由斜路径TEC序列反演得到。但在电离层水平梯度较大的区域,该方法会在E层高度引入较大的误差。本文在电离层基本理论的基础上,系统地介绍了电子密度廓线反演的流程和方法,并对COSMIC反演结果进行了验证比较。总的来说,本文的主要内容包括:(1)太阳活动对Abel变换反演的影响。太阳辐射对电离层电子形成有着重要的作用,基于EGOPS软件仿真模拟,以NeUoG模型为背景电离层,前向模拟得到附加相位延迟等数据,并使用Abel变换反演出电子密度,与模型真值相减即可计算出反演误差。对单个掩星事件不同太阳活动条件下的反演误差进行分析,结果表明Abel反演误差随太阳活动强度增加而增大。在峰值高度以下Abel反演出现较大的误差,太阳活动较强时在E层的误差甚至超过200%。(2)COSMIC反演的F2层临界频率foF2与垂测仪观测值的统计验证。利用东南亚地区同一经度带上的三个垂测仪站对构成同步观测的COSMIC数据进行验证。结果表明与COSMIC反演结果北驼峰的垂测仪站偏差最大,南驼峰的垂测仪站次之,与磁赤道附近的垂测仪站吻合最好。这主要是由于电离层电子密度的水平不均匀分布会导致以球对称假设为前提的“洋葱分层”反演算法产生较大误差。此外,对两种观测手段不同太阳活动水平下的差异、季节差异和昼夜变化也进行了研究。(3)COSMIC反演的峰值参数(NmF2和hmF2)与IRI-2016模型预测值比较。分析了太阳活动低年2008年和高年2014年不同季节的白天(1300-1500LIT)COSMIC和IRI-2016模型的NmF2和hmF2全球分布特征。COSMIC反演的峰值参数很好地捕捉到了经度方向上的变化、南北半球不对称及冬季异常等现象。与COSMIC相比,在2008年白天(1300-1500LT),IRI模型预测值在EIA高估NmF2,而低估hmF2。IRI模型与COSMIC峰值参数的误差随当地时间和磁纬度也存在明显的变化。使用2008-2014年COSMIC掩星数据对IRI-2016模型在中国区域的性能表现和IRI-2016计算NmF2和hmF2的不同选项的优劣性进行了分析,结果发现IRI-2016模型在太阳活动高年的表现优于太阳活动低年,hmF2值输出值与COMSIC观测值的相关性低于NmF2输出值。中午时分IRI_CCIR模型和IRI_URSI模型均高估NmF2,在太阳活动低年更为显著。在太阳活动低年的每个季节,CCIR hmF2模型和AMTB hmF2模型输出值均高于COSMIC观测值,并且AMTB模型输出值的偏差更大,尤其在冬季。Shubin模型输出值与COSMIC观测值最为接近。(4)磁暴对COSMIC反演的电子密度廓线精度的影响。使用kp>3+时期的磁低纬度地区的11个垂测仪台站峰值参数(NmF2和hmF2)数据与COSMIC同时观测的数据统计分析。结果表明,磁暴条件下NmF2相对偏差的标准差为24.93%,hmF2的绝对偏差的平均值为20.1702km,且随着磁暴等级增加反演精度下降。但整体上看,磁暴条件下COSMIC反演的电子密度廓线精度仍较好,可以用于相应的研究。