债券市场在金融市场中占有重要地位,债券的参与者日趋多元化,债券市场金融产品不断丰富,同时债券市场对外开放的步伐也越走越快。构建出准确的基准收益率曲线进而得到的准确的期限结构有助于对债券以及利率衍生品做出更合理的定价,而研究收益率曲线与宏观经济变量之间的动态联动关系既能帮助我们更好的预测和解释债券市场的行为,也能帮助我们更好的预测和理解宏观经济,并为货币政策制定提供极大的帮助。利率期限结构是利率和期限之间的函数关系,某个时点不同期限的利率就形成了一条曲线。而这个期限结构或者说收益率曲线是金融资产定价、金融产品设计、套期保值、风险管理、套利与投机等活动的基础,不仅为各种固定收益证券定价提供了基准,也是衍生品定价的基础,因此对利率期限结构的有效估计是一个十分重要的问题。此外,收益率曲线期限结构在经济金融理论与实践中均起到非常重要的作用,一直受到货币政策制定者、金融经济学家和金融实践者的高度关注。本文基于Nelson-Siegel及其扩展模型构建,该模型采用指数多项式来估计利率期限结构,利率曲线处处多阶可导,满足光滑性,同时模型参数具有较强的经济意义,模型拟合结果比较符合利率期限结构的预期理论。本文首先利用中国银行间市场的国债收益率数据,探讨了收益率曲线数据中的两个典型事实:第一,收益率曲线基本可以由水平、斜率以及曲率三个主成分决定。第二,收益率差分的平方项的自相关系数明显大于收益率比率平方项的自相关系数,即在二阶矩上收益率差分的方差不平稳性大于收益率比率。在典型事实基础上,本文讨论了静态Nelson-Siegel以及其扩展Svensson模型的性质与优劣,而后研究了Nelson-Siegel模型的静态拟合与校准,首先利用数值分析的思想从理论上检验了基于启发式优化的差分进化算法可以灵活准确的校准收益率曲线,而后用该算法校准了某一天中国银行间市场的零息国债曲线。本文进一步探讨了静态Nelson-Siegel收益率曲线模型以及扩展的Svensson模型在债券组合风险管理中的应用,研究发现使用基于NelsonSiegel模型的对冲相较传统的基于久期和凸性的对冲可以更加精确的管理利率风险,尤其是对于收益率曲线非平行移动的情景,并且推导出了Nelson-Siegel模型的套期保值比例。然后讨论了动态的Nelson-Siegel模型的建模与估计,并分别使用了Diebold-Li两步法以及卡尔曼滤波状态空间法对参数进行估计,研究发现基于状态空间的估计在更多的期限上误差更小。之后本文使用自助法蒙特卡洛模拟的方法检验了Nelson-Siegel模型是否满足无套利约束,研究发现对于水平因子、斜率因子以及曲率因子,短端和长端的载荷均可以有效落入置信区间内,而三个因子在曲线中端的载荷都稍稍落在了90%置信区间之外。显示出我国银行间国债市场基本有效,但是收益率曲线中端效率较低传导能力相对较弱。最后本文从宏观方面研究了宏观经济变量对于收益率曲线因子的作用。用DOLS回归识别出了影响动态因子的宏观变量,依据前文的研究构建出带有约束的SVAR模型。研究发现,长期因子主要受货币供应量、政策利率以及实体经济影响,中期因子主要受通胀率和政策利率影响,短期因子主要受货币供应量增速和政策利率影响。目前货币政策向收益率曲线中端的传导能力较弱是制约价格型调控的因素之一。