电离层暴是一种重要的空间天气现象,也是当前空间物理学研究的重要课题。由于暴时电离层特征参数(如TEC、foF2等)严重偏离背景值,它给通信、导航、雷达、测控等无线电信息系统电波信号传播带来严重影响。对于穿越电离层传播的无线电信息系统而言,其多种电波传播效应通常直接正比于电离层TEC值。因此,研究电离层TEC暴及其预报方法,有着重要的科学意义和广阔的应用前景。本论文概述了近年来GPS TEC测量技术的飞速发展和国内外关于电离层暴研究的进展。基于中国及其周边地区的电离层TEC观测数据,对电离层TEC暴及其预报方法开展了系列探索性研究,取得了一些阶段性成果,简要阐述如下：(一)提出了一套电离层TEC暴事件的量化判定标准。引入了电离层TEC扰动指数DI,它为电离层TEC观测值偏离背景值的相对变化。通过对青岛等6个台站的D工数据的上下5%值的日变化、季节变化、纬度变化、太阳活动周变化等分析,明确了以DI>0.35(DI≤-0.30)作为正(负)相电离层TEC扰动的强度标准,进而提出了以连续6h及以上的DI满足该值来判定电离层TEC暴事件。(二)分析了中国地区电离层TEC暴的扰动特性。通过统计分析,获得了电离层TEC暴事件的地方时发生高峰、暴变事件平均持续时间、暴相随季节和纬度的变化等扰动特性。通过事例分析,获得了暴变的纬度响应特性、暴时电离层TEC空间相关性变化以及暴时电离层TEC扰动传播等特性。(三)分析了电离层TEC暴与日地空间环境要素扰动的相关性。采用统计分析方法,定量评估了电离层TEC暴与太阳耀斑事件及其流量、行星际磁场Bz分量及其变化率、地磁暴、台风等空间环境要素扰动的关联程度。(四)对电离层TEC暴的预报方法进行了探索。采用人工神经网络方法进行预报以计入暴时相关参数的非线性效应,在预报思路上把TEC暴的预报分解为两步进行,即有无电离层TEC暴事件发生的预报和暴时TEC扰动变化的预报。后者又可分为单站预报和区域重构。4.1探索发展了电离层TEC暴事件发生的短期预报方法。发展了以太阳耀斑、行星际磁场、太阳风、地磁暴、季节及地方时等数据信息为网络输入,以电离层TEC暴隶属度为网络输出的神经网络短期预报方法。实现了对未来1-24小时内电离层TEC暴事件是否发生的有效预测,正确率达到了94.3%。4.2探索发展了电离层暴时TEC参数的单站短期预报方法。发展了以电离层TEC、太阳射电流量、地磁活动、季节及地方时等五类数据信息为网络输入,以未来某时刻的电离层TEC值为网络输出的神经网络短期预报方法。实现了提前1-24小时对电离层暴时TEC参数发展变化的短期预报,误差分析表明该方法分别对正、负相暴均具有较好的预报精度。4.3探索发展了电离层暴时TEC参数的区域重构方法。发展了以区域内多个台站电离层TEC、地磁活动、重构位置、季节及地方时等五类数据信息为网络输入,以区域内任意位置的电离层暴时TEC值为网络输出的神经网络区域重构方法。结果表明该方法能有效重构出暴时电离层TEC参数的区域分布,且要优于常用的Kriging空间插值重构方法。