与太空飞行器（火箭、弹道导弹等）发射相关的人类活动能显著地影响电离层的电子密度。电离层电子密度的变化会影响地面短波通信和GNSS（Global Navigation Satellite System,即全球导航卫星系统）的正常运行,给人们的日常生活和社会生产带来不便。随着航天技术的进步和太空活动的日益增加,越来越多的航天器通过运载火箭被发送到太空,对地球电离层的空间环境造成了一定程度的影响,由火箭发射诱发的空间天气现象现已成为研究的热点。为了研究较为常见的火箭发射活动对中低纬电离层的影响,本文开展了以下工作。首先针对美国联合发射联盟公司网站上公布的2013年12月至2019年12月期间的58个火箭发射事例和美国太空探索技术公司网站上公布的2013年12月至2019年12月期间的71个火箭发射事例（共129个火箭发射事例,其中,火箭发射发生在地方时夜间的事例为75个,火箭发射发生在地方时白天的事例为54个）,利用欧洲航天局提供的Swarm卫星观测数据（2 Hz朗缪尔探针观测数据和16 Hz电子密度观测数据）和Madrigal数据库提供的DMSP（Defense Meteorological Satellite Program,即国防气象卫星计划）卫星观测数据（电离层电子密度、电子温度、离子成分和离子漂移速度数据）,分析了每次火箭发射后Swarm卫星和DMSP卫星观测到的由火箭发射引起的中低纬电离层异常现象。然后,对于Swarm卫星和（或）DMSP卫星观测到火箭发射引起中低纬电离层异常现象的所有火箭发射事例（共15个火箭发射事例）,利用Madrigal数据库提供的全球电离层VTEC（Vertical Total Electron Content,即垂直总电子含量）数据分析了受火箭发射影响区域内的电离层VTEC的变化特征。本文发现,火箭在地方时夜间发射不会引起显著的电离层异常变化,火箭在地方时白天发射会引起显著的电离层异常变化。本文的主要工作和研究结果总结如下。一、针对129个火箭发射事例,逐一分析了每次火箭发射后的Swarm卫星观测数据,共发现12个Swarm卫星观测到由火箭发射引起的中低纬电离层异常现象的火箭发射事例,这12个事例的火箭发射时间均为地方时白天。针对这12个火箭发射事例,利用Swarm卫星2 Hz朗缪尔探针观测数据和16 Hz电子密度观测数据分析了每次火箭发射对电离层造成的影响,分析结果如下。1.在火箭发射后2小时,火箭尾气引起的电离层电子密度耗空沿纬度方向分布的范围约为1000 km,在地方时白天（即存在光电离作用的情况下）,火箭发射后随着时间的推移,电子密度耗空沿纬度方向分布的范围逐渐减小,5小时后减小至约300km。2.在地方时白天,在火箭发射后5小时,火箭发射引起的电子密度耗空区域中心位置处的电子密度仍然比背景电子密度低0.1×10¹¹ m^-3–0.3×10¹¹ m^-3（即低约10%）。3.分析Swarm卫星16 Hz电子密度观测数据后发现,在火箭尾气引起的电离层电子密度耗空区域内,电子密度随纬度变化的曲线十分平滑,没有水平尺度大于1 km的电子密度亚结构。4.与背景电子温度相比较,在火箭尾气引起的电离层电子密度耗空区域内的电离层电子温度显著升高。5.分析Swarm卫星2 Hz电子温度观测数据后发现,在火箭尾气引起的电离层电子温度升高区域内,电子温度随纬度变化的曲线十分平滑,没有水平尺度大于8 km的亚结构。6.在火箭发射后2小时,火箭尾气引起的电离层异常区域中心位置处的电子温度比背景电子温度高0.2×10³ K–0.4×10³ K（即高10%）,火箭尾气引起的电子温度升高在火箭发射后3–4小时基本恢复至与背景电子温度相同。二、针对129个火箭发射事例,逐一分析了每次火箭发射后的DMSP卫星观测数据,共发现7个DMSP卫星观测到由火箭发射引起的中低纬电离层异常现象的火箭发射事例,这7个事例的火箭发射时间均为地方时白天。在这7个事例中,有4个事例是DMSP卫星和Swarm卫星在不同高度观测到了由同一枚火箭发射引起的中低纬电离层异常现象,其他3个事例是仅有DMSP卫星观测到了火箭发射引起的中低纬电离层异常现象。然后,本文针对上述7个火箭发射事例,利用DMSP卫星沿卫星轨迹得到的电离层电子密度、电子温度、离子成分和离子漂移速度数据分析了每次火箭发射对电离层造成的影响,分析结果如下。1.分析DMSP卫星和Swarm卫星在不同高度观测到由同一枚火箭发射引起的中低纬电离层异常现象的4个火箭发射事例后发现,DMSP卫星在火箭尾气引起的电离层异常区域中心位置处观测到的电子密度下降幅度(约0.03×10¹¹ m^-3–0.05×10¹¹ m^-3)比Swarm卫星观测到的电子密度下降幅度(约0.2×10¹¹ m^-3–0.5×10¹¹ m^-3)低一个数量级。2.在DMSP卫星的轨道高度（即距地面850 km）,在火箭尾气引起的电离层异常区域中,O⁺离子密度的下降幅度占总离子密度的下降幅度的98%以上,这表明在距地面850 km高度的电离层中,主要离子是O⁺离子。3.在DMSP卫星的轨道高度,在火箭发射后50–60分钟,与背景电离层离子漂移速度相比较,火箭尾气引起的电离层异常区域中的垂直方向离子漂移速度（简称垂直离子漂移速度）向下增加了30–40 m/s（即增加了60%–80%）,但水平方向离子漂移速度无明显变化。4.在DMSP卫星的轨道高度,在火箭发射后约2小时,火箭尾气引起的电离层异常区域中的垂直离子漂移速度恢复至与背景电离层垂直离子漂移速度相同。三、针对上述Swarm卫星和（或）DMSP卫星观测到地方时白天的火箭发射引起的中低纬电离层异常现象的所有火箭发射事例（共15个事例）,逐一分析了每次火箭发射后的全球电离层VTEC数据,共发现4个检测到了火箭发射引起的VTEC耗空现象的火箭发射事例,这4个事例的火箭飞行轨迹均离陆地较近。针对上述4个事例,利用全球电离层VTEC数据分析了每次火箭发射对电离层VTEC造成的影响,分析结果如下。1.火箭发射后约10分钟,沿火箭飞行轨迹,在最靠近火箭发射地点上空的电离层VTEC最先出现明显的耗空现象,VTEC耗空区域在水平方向上的空间尺度为150–300 km,与背景相比,VTEC的下降幅度约为1 TECU（即下降5%）。2.在火箭发射后20–30分钟,火箭发射引起的电离层VTEC耗空区域的水平方向分布范围和下降幅度达到最大。以火箭轨迹为中心,VTEC耗空区域的水平方向空间尺度为700–1000 km。与背景相比,VTEC的下降幅度为4–6 TECU（即下降20%–30%）。3.在地方时白天,火箭发射引起的电离层VTEC耗空在维持最大下降幅度一段时间（约30–50分钟）后,在光电离的作用下开始逐渐恢复。在火箭发射后2小时内,受火箭发射影响区域内的电离层VTEC比周围未受影响区域内的电离层VTEC低2–8 TECU。4.在地方时白天,在火箭发射后约2小时,火箭发射引起的电离层VTEC耗空恢复至火箭发射前的水平。5.在地方时白天,在火箭发射后约3小时,火箭发射引起的电离层VTEC耗空基本恢复至与附近未受火箭发射影响区域的电离层VTEC相同。本文的研究结果表明,在地方时白天（即存在光电离作用的情况下）,火箭发射后2小时内,受火箭发射影响的区域（其水平方向空间尺度约为700–1000 km）内的电离层VTEC比周围未受影响区域内的电离层VTEC低2–8 TECU,因此,在火箭发射造成的电离层VTEC耗空区域内,GNSS单频定位用户的伪距测量误差会增加0.3–2.3 m。