电离层等离子体的主要来源是延磁鞘开放磁力线和磁尾重联注入的高能电子和质子以及太阳极紫外射线(EUV)对电离层中性气体的电离。然而,磁层等离子体的来源问题相对复杂,虽然研究表明太阳风等离子体的注入和电离层上行离子都是磁层等离子体来源,但是这两部分来源的比例和传输路径仍然是个具有挑战性的课题。目前较一致的观点认为电离层上行离子是磁层等离子体的重要来源,但是离子上行的数量级和源区分布等问题还并不是完全清楚。因此,研究电离层离子上行对探讨电离层这部分较冷的等离子体加热和传输机制具有重要意义。本文使用FAST卫星TEAMS仪器在第23周太阳活动下降相2000年3月到2005年10月数据,在给定离子上行事件确定准则的基础上,从地磁扰动水平、离子能量、离子质荷比角度,分别讨论:1)离子上行源区的分布和扰时变化特征;2)离子上行强度的半球分布特征和"半球不对称性";3)不同能量离子上行源区和强度的差异,以及扰时上行强度变化;4)不同质量离子上行源区和强度的差异,以及扰时上行强度变化;5)电离层离子上行强度的经验回归模型,以此为基础讨论1RE高度内离子上行的影响因素和加热机制。取得了一致的结论,比如地磁扰动期间上行强度得到增强、"稳定的上行源区"、上行率的"晨-昏不对称性"和"昼-夜不对称性"、H+上行强度显著大于O+、上行强度随着高度升高而增强、上行强度存在太阳活动周期等。同时得到了一系列新的结论,比如扰时上行率增幅的"半球不对称性"、日侧高纬"冷上行"和夜侧极光加速区"热上行"、不同能量离子扰时上行率增幅的不一致性、地磁扰动期间上行O+比例不断增加等。通过分析离子上行率的"昼-夜不对称性",讨论了日侧高纬极尖区电流和场向电流提供离子上行必须的场向电势差大小,通过分析上行强度的太阳活动周期,讨论了不同高度上离子上行(外流)的不同影响因素和加热机制。研究表明,对不同质量、能量范围的上行离子而言,地磁扰动期间电离层离子上行强度的增强在两个半球间并不相同,南半球的增幅比北半球更明显,扰时上行率增幅存在显著的"半球不对称性";通过对比不同能量离子上行的源区和强度,我们发现日侧高纬极盖区和极尖区上行的离子以低能(80eV-1keV)离子为主,即"冷上行",而夜侧极光加速区上行离子以高能(1-12keV)离子为主,即"热上行"。这表明分别从磁鞘开放磁力线和磁尾闭合磁力线区域沉降至电离层的高能粒子是电离中性气体的主要热源,但是由于离子加热和场向电势差的原因,延开放磁力线上行的离子其平均能量相对较低。此外,我们还发现磁扰时高能离子上行率的增长比低能离子更明显,即地磁扰动对高能离子上行的影响程度更大;通过对比不同质荷比离子上行的源区和强度,发现两种离子具有相似的源区分布(如"稳定源区")和磁扰时变化特征。但由于离子加速、加热机制和背景密度的不同,H+的半球平均上行率约为O+的1.98-2.92倍,上行净能通量约为1.86-7.76倍(磁扰期和平静期),来源于电离层的上行O+受地磁扰动影响更显著,地磁扰时期间两种成分离子的比例减小,上行O+比例增加;综合分析所有地磁活动水平和不同离子质量,发现夜侧极光加速区离子上行率相对日侧高纬极尖区大20-40%,这种上行率的"昼-夜不对称性"表明,在此两个区域提供离子上行场向电势差的极尖区电流强度比场向电流要弱;本文研究高度范围内的H+和O+上行强度均显示出与太阳活动的正相关性,通过与前人结论的比较,我们认为加热较高高度(>2RE)上离子上行(外流)的能量主要来源为磁鞘太阳风进入和磁尾重联能量注入,而较低高度上离子上行的加热效率程通常与太阳EUV、UV通量相关性较大。本论文中,在不严格区分上行离子锥和离子束的情况下,电离层离子上行率的季节分布不显著。但是,上行离子事件发生率具有显著的太阳活动依赖性,从太阳活动高峰年至低谷年半球平均上行率呈明显的减弱趋势,高年上行H+的发生率为低年的3倍左右,O+接近5倍左右。最后,本文建立的2000-4200km高度范围内离子上行强度的经验回归模型已经可以模拟定态太阳风和地球磁场条件下磁平静期和磁扰期上行强度的半球分布,可表征出"稳定上行源区"、扰时上行强度增强和上行率的"晨-昏对称性"等特征,但该模型仍需要改进。