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电离层是大约在50~2000km高度上的一部分含有大量自由电子和离子的等离子体区域，它作为高空大气的一层，能够对在电离层穿越或反射的无线电信号产生显著影响，对电离层状态和变化的准确认识和预测具备极强的应用价值。 目前对电离层的观测积累了大量的数据，通过这些数据获得的电离层信息在时间、空间上有很大的差异，由于电离层的时空变化剧烈的特性，需要将这些数据综合反演形成一个相对准确、协调的电离层分析场，才方便用于短波通信等实际电离层应用。本文采用了现代气象数值天气预报领域中常用的kalman滤波数据同化方法，建立了一个基于 GPS和测高仪数据的电离层数据同化系统。并采用了国内武汉、厦门站的一天的测高仪数据以及对应范围内的一天的GPS数据分别进行了独立和联合同化反演实验，结果证明了本同化实验系统的正确性。最后，本文将数据同化系统集成进了测高仪数据快速应用软件，进行了一次短波通讯的试验，试验结果不仅证明了系统的准确性，还证明了系统具有一定的短期预报能力。 本文的主要研究内容及结果如下： 1.结合电离层模式和观测，基于kalman滤波的同化方法，建立了一个电离层数据同化系统。本文使用国际上常用的IRI模式模拟生成一个区域网格内的包含经、纬度和高度的三维电子浓度场作为初始的背景场；采用了目前最常用的GPS和测高仪观测数据作为观测场；选用了kalman滤波作为同化算法。该系统能将背景场和观测场“融合”得到一个可预报的，更接近真实状态的电离层分析场。 2.分别采用了GPS和测高仪数据进行了单独和联合的同化反演实验。首先，选用选取了2005年第181天的0:00UT～23:00UT共24个时刻的GPS斜TEC数据进行了同化反演，共使用了19站1550个斜TEC观测数据参与反演，6站297个斜 TEC数据作为对比验证，该试验结果表明同化后的数据相对于背景场更靠近观测一些。接着，我们选用了2013年第1天的24个时刻的武汉站测高仪数据和19个站点的GPS斜TEC数据分别进行了单独和联合同化反演，并将结果与厦门站测高仪数据进行了对比验证，结果显示单独利用测高仪数据的结果要优于背景场的结果，两种观测联合同化的结果最好。 3.将同化系统集成进测高仪数据快速应用软件，进行一次短波通讯的试验。本次试验利用了武汉、厦门、吉安三地的测高仪数据，通过集成的测高仪数据快速应用软件，预报15分钟后的短波通讯最佳可用频率，并与常规的选频方法进行了广州，福州和武汉三地之间短波通讯效能对比试验。试验结果显示了利用测高仪数据预报的频率进行通讯的效果要优于利用常规选频通讯的效果。