作为十大自然灾害之一的地震,其巨大的破坏性给人类生命和财产带来了重大损失。研究人员一直在努力探索地震成因,试图找出有效的地震预报方法。由于地震成因复杂,对地震三要素(地震发生的时间、地点和震级)的准确预测存在很大困难。而近年来大量的研究结果证明,由地震活动引起的电离层扰动确实存在,地震发生前电离层异常的出现具有一定的规律性,这一突出特点使得电离层地震前兆研究在地震短临预报中具有较大的实用价值。随着电离层观测技术的不断发展,以及对较成熟的电离层形态学理论的研究,地震电离层前兆效应预报有可能成为地震预报的一个重要方向。本文利用电离层垂测仪观测数据和地基GPS数据对震前电离层异常进行研究,主要工作和研究结果如下。　　(1)探讨了地震电离层效应的成因,介绍了电离层垂测仪探测原理。　　(2)介绍了GPS测量VTEC(垂直总电子含量)的原理,对GPS测量TEC(总电子含量)存在的误差进行了分析。　　(3)根据SPIDR(Space Physics Interactive Date Resource,即空间物理交互数据中心)提供的电离层垂测仪数据和IGS(International GNSS Service,即国际全球导航卫星服务)提供的VTEC数据,运用统计学方法分析震前10天内foF2(F2层临界频率)、hmF2(F2层峰值高度)和VTEC出现的异常。　　(4)分别对2009年4月6日意大利6.3级地震、2009年7月1日希腊6.4级地震和2009年7月15日新西兰7.8级地震前的电离层参数 foF2、hmF2和 VTEC的变化进行了分析,发现在地震发生前10天内,foF2、hmF2和 VTEC均出现异常变化。由于在这三个地震发生前的30天内,太阳活动和地磁活动均比较平静,因此这些电离层异常变化很可能是由即将发生的地震引起。　　本文的研究结果表明,震前电离层参数foF2和hmF2的异常变化在地震发生前5天之内最为明显,而且异常发生的频率和强度与观测时间距离主震时间的远近和观测站距离震中的远近有关。观测站距离震中越近,观测时间越接近主震发生时间,则电离层异常发生的频率和强度越大。地震发生前,foF2和 hmF2的正、负异常变化在震中附近的电离层垂测仪都有可能观测到。震前电离层异常的出现频率还与震级和震源深度明显相关。地震震级越大、震源深度越小,越容易观测到震前电离层异常。