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目前的全球导航卫星系统(GNSS)包括目前全面运行的美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯的GLONASS、欧盟的伽利略定位系统、中国的北斗卫星导航系统、印度的印度区域导航卫星系统(IRNSS)及日本提出的区域准天顶卫星系统(QZSS)。GNSS的应用非常广泛，包括精密授时、导航定位、低轨卫星定轨、实现地球参考架、海水面的变化研究、固体地球形变测量、地震研究、地球自转参数的研究、电离层研究、中性大气研究等。本文针对GNSS在导航和空间大地测量领域中的研究和应用，实现了中国区域Klobuchar14参数的模型建立和预报；实现了全球电离层二维(假定电离层分别在450千米高的单层球面上)模型的频率域预报；优化GAMIT算法并利用全球80多个均匀分布的IGS(International GPS/GNSS Service)台站观测数据实现了对地球自转参数的高精度解析。
相比于卫星导航定位系统广播星历中发布的电离层延迟的预报模型Klobuchar8参数模型，本文采用改良的Klobuchar14参数模型及其应用中的算法，拟合了中国地区上空的电离层改正，得到了10年的Klobuchar14参数序列。对该参数序列采用二元(太阳黑子，10.7cm的太阳辐射能量)线性回归分析、周年、半年周期项以及11年周期项拟合、AR模型的Burg算法预报等数据处理方法进行预报，最后得到了预报的Klobuchar14参数模型，对于中国地区10天预报的相对精度达到86％左右。
关于全球电离层的预报，本文基于全球IGS服务GPS/GLONASS地面观测站以及其他仪器的观测资料所得到的全球电离层图，采用球谐系数展开的方式建立全球电离层模型，计算出13年的球谐系数序列。对球系数序列采用二元(太阳黑子，10.7cm的太阳辐射能量)线性回归分析、周期函数拟合、AR模型的Burg算法预报等数据处理方法进行预报，最后得到了全球电离层预报模型，对于全球电离层7天预报的精度均在5TECU以下。
目前全球分布了大量的GNSS台站，组成了全球监测网和许多个区域网，可提供高质量广分布连续的原始观测数据。随着GPS定位精度和卫星轨道精度的提高，其在地球自转参数(ERP)的连续解算中起到了重要的作用。ERP的高频精确解析，一方面可以完善现有的ERP模型，从而满足高精度定位需求，另一方面，有可能揭示地球自转参数的高频激发来源。基于此，我们选取了80个左右的IGS05参考架的基准站组成全球监测网，采用IGS事后精密星历，用IERS的ERP最终解作为初值，通过对GAMIT软件的算法优化，实现了ERP序列的2小时间隔的连续解算。对不同时间序列长度(10天、41天、165天、2年)进行频谱分析后，均得到24/n小时(n为整数)的周期信号。初步分析，这些高频项可能来自大气或海洋的高频激发，其物理机制有待进一步验证。