电离层延迟误差是卫星导航定位的主要误差源之一。自从2000年5月,美国宣布取消SA政策后,电离层延迟被认为是影响GPS定位精度的最大误差源。本文详细介绍了利用GPS建立电离层模型的原理和方法,重点研究了电离层多项式模型,分别利用实测数据,建立单站和多站的小区域电离层延迟多项式模型。本文主要做了下面四方面的研究:　　(1)在研究高次差法、相位减伪距法、电离层残差法和Melbourne-Wubbena组合法的基础上,提出一种周跳探测与修复的组合方法。针对后处理数据,提出利用电离层残差法和 M-W组合法联合探测、整体修复的方法。实验结果表明,本文方法可以修复1周以上的所有周跳,有效剔除了周跳的影响,为计算电离层总电子含量提供“干净”的数据。　　(2)详细推导了电离层总电子含量的伪距和载波相位计算公式,重点研究了载波相位平滑伪距的算法。实验表明,不同采样率的实验数据,选择的平滑系数不同。对于1秒采样率的数据,平滑系数可以选择50~100可以达到很好的平滑效果;而对于30秒采样率的数据来说,平滑系数选择10~20可以达到很好的平滑效果。　　(3)详细叙述了建立电离层多项式模型的数据准备,包括计算卫星位置、卫星高度角、卫星方位角和穿刺点的位置等。其中,在计算卫星位置的时候,本文考虑到传统的拉格朗日插值算法区间是固定的,在区间两端插值结果精度非常低,故采用区间滑动的思想,利用拉格朗日滑动插值求解所需历元的卫星的坐标。给出了电离层多项式模型的推导公式,利用香港八个CORS站数据构建小区域电离层延迟的单站和多站模型,同时解算模型系数和组合硬件延迟。实验结果表明,随着模型阶数取值的增大,拟合效果越来越好。组合硬件延迟的单站模型解和多站模型解是有差异的,距离模型展开点距离较近的站点,组合硬件延迟相差不大,都在1.0TECU以内,而距离模型展开点较远的站点,组合硬件延迟相差较大,一般都在3.0TECU以上。　　(4)在解算出卫星至接收机的硬件延迟的基础上,利用 GPS监测电离层总电子含量的季节性变化和不同纬度的变化。实验结果表明,电离层活动的活跃程度和太阳活动的强烈程度有很大的相关性,不同年的电离层季节性变化趋势是一致的,而且不同纬度,电离层活跃程度不同,纬度越低,电离层活跃程度越高。