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电离层延迟是GPS定位和导航的主要误差源之一，其大小与传播路径上总电子含量(TEC，Total Electron Content)以及电磁波的频率有关。而GPS也成为一个监测和研究电离层活动及其特性的重要工具。与经验模型、电离层探测仪监测电离层等方法相比，GPS反演电离层具有高精度、高时空分辨率和广泛适应性等优点，而且GPS也是监测全球电离层变化和活动的唯一手段。
近年来，随着GPS技术的飞速发展，全球范围内建立了越来越多的GPS观测站，这为基于GPS数据建立高精度全球电离层TEC模型提供了有力的条件。本文从实际应用的角度，根据高精度卫星导航定位和全球电离层活动监测的实际需要，研究了利用全球370多个GPS基准站的双频相位实测数据监测全球电离层总电子含量(TEC)变化和GPS卫星硬件延迟(DCB)的方法。
本论文的主要研究工作包括：
1.基于GPS观测数据，建立了一个全球电离层TEC分布的球谐函数展开模型，将建模结果与CODE、JPL等分析中心的结果进行比较，结果表明用该方法建立的模型是可靠的。卫星DCB相对于CODE发布的DCB的精度为0.4ns，相对于JPL发布的DCB的精度达到0.3ns。测站DCB相对于两个分析中心结果的精度均优于2ns，垂直总电子含量(VTEC)相对于各个分析中心的GIM产品的精度都在5.3TECU以内，相对于CODE的结果的精度最高，达4TECU，主要是由于采用的模型相同。
2.由于数据量大，数据处理时间长，很难实现高精度快速建模，为此本文采用了OpenMP并行算法来加快数据处理速度，实验表明相对于串行处理在8核服务器下能加速7倍以上，在48核服务器下能加速超过40倍。