在GPS测量与导航中，电离层延迟误差是十分重要的误差源之一，而如何提高单频GPS接收机的电离层延迟改正效果，是当前急待解决的重要课题，也是降低GPS测量成本的重要前提，因此有必要研究如何提高单频GPS接收机的电离层延迟改正效果；另一方面，在GPS定位中，极小的卫星钟差可能引起很大的距离误差，特别是在高精度实时定位中，提高卫星钟差改正精度和较好的对卫星钟差做出预报也是十分必要的。　　 基于以上目的，本文探讨了GPS测量与导航中电离层延迟改正和精密卫星钟差拟合及预报的有关理论和方法，主要内容包括：　　 1)概述了电离层探测研究的主要进展，在GPS测量中的电离层延迟改正现状及其重要性，同时对精密卫星钟差的拟合和预报发展情况做了简要说明。介绍了电离层的基本特性，及其对GPS测量的影响，简要介绍了GPS测量中常用的数据处理方法的数学模型，对GPS测量中的主要误差及改正方法做了系统阐述。　　 2)讨论了目前常用于单频GPS接收机的电离层延迟改正模型，系统的分析和研究了IRI，Klobuchar和NeQuick三种电离层延迟改正模型。在此基础上，引进了由中国科学院测量与地球物理研究所提出的一种新的电离层延迟改正模型——IGGSH，然后用中国区域及邻区的IGS实测数据计算不同模型的电离层延迟量，与双频P4组合的计算结果比较，分析各模型的特点，计算各自的延迟量百分比，得出了有益的结论，为单频GPS接收机电离层延迟改正提供参考。　　 3)在理论分析的基础上，结合IRI(国际电离层参考模型)2001，研究了空间飞行器星载单频GPS接收机的相对定位中电离层的影响情况，并以地面上空1100km相距150km到200km的两空间飞行器为例，设计三种方案，对LEO卫星星载单频GPS接收机双差后电离层延迟量残差的特点做了详细分析，探讨了双差后残余的电离层延迟量对整周模糊度解算的影响，相关结论可为空间飞行器星载单频GPS接收机的相对定位提供参考。　　 4)根据卫星钟固有的特性，即频移、频漂和频漂率以及周期性，提出了一种新的卫星钟差拟合及预报方法。新方法将小波分析和谱分析用于建构模型，利用IGS提供的钟差产品数据，先粗略补充缺失数据，用二次多项式拟合，并对拟合后的残差进行小波分析，做降噪处理，然后通过谱分析，确定其主要的周期项，从而构建适当的拟合模型，实现精密GPS卫星钟差拟合和预报。研究结果显示，利用该模型拟合卫星钟差效果较好，精度大部分在15cm以内。采用本文提出的数学模型，可以补充IGS提供的卫星钟差数据的不完整性(即包含缺失数据)和任意间隔时间的插值；并可以通过多天的钟差数据预报下一天若干个小时或一天的卫星钟差。