电离层是地球上空存在足够多的自由电子,能够显著影响无线电波传播的一个区域。低纬地区电离层存在各种尺度的电子密度不规则结构,它们会引起电波信号幅度和相位起伏的闪烁现象,因而引起了电波用户广泛的关注。关于低纬电离层不规则体的研究已经有70多年的历史,但关于其物理机制和变化特征仍然不能完全解释,比如不规则体的种子机制、逐日变化特征等。随着低纬地区观测手段和观测资料的丰富,对与赤道扩展F有关的等离子体泡和电离层闪烁等现象特征研究将有助于对不规则体的物理机制进一步的认识:另一方面,随着GPS观测成为近年来研究电离层的一个重要手段,利用局部地区的GPS探测发展区域的电离层模式对于低纬地区的电离层形态特征分析和应用研究也是十分有意义的工作。　　 本文主要基于海南地区电离层闪烁和台湾“福卫一号”(ROCSAT-1)卫星的观测资料,在统计我国低纬地区闪烁和等离子体泡出现率的基础上,分析了等离子体泡发生时背景等离子体的漂移特征,重点对午夜前后不规则体的垂直漂移的不同进行了分析,并对当前研究相对较少的等离子体浓度增强现象进行了事例研究和统计分析。另外,基于低纬GPS观测台链,发展了区域的TEC模式,并进行了模式应用和评估的初步研究。主要工作及分析结果如下:　　 (1)统计分析了海南地区2007年3月～2010年6月期间电离层闪烁发生率及其与地磁活动的关系。并基于ROCSAT-1卫星观测数据,统计分析了2000年1月～2004年5月经度在90～150°E区域的等离子泡的出现特征。分析表明,闪烁出现率随着太阳活动的升高而明显增大,春秋季节出现次数较多。在高年春秋季有50％的天数观测到等离子体泡。等离子体泡主要出现在磁赤道南北30°以内,在地磁平静的时候更容易出现,较大地磁暴期间的闪烁主要出现在午夜后。　　 (2)基于海南地区三点GPS闪烁观测,对闪烁期间电离层不规则体纬向漂移速度进行了反演,结果表明海南地区不规则体夜间东向漂移在30～150m/s之间,速度随着地方时逐渐下降,在午夜前,纬向漂移会有较大的扰动。对卫星观测到的等离子体泡与夜间垂直漂移的分析表明,午夜前的闪烁大多伴随着很强的东向极化电场,分析表明东向极化电场不是完全与夜间垂直漂移的反向增强相关。午夜后的等离子体泡大多没有很强的东向极化电场伴随。地磁扰动期间,午夜后很强的东向穿透电场会引起等离子体泡的发生。　　 (3)利用地基GPS对电离层总电子含量(TEC)的观测,发现了夜间不规则体的另一种表现形式——等离子体浓度增强现象,并首次同时在相近地点观测到GPS-TEC增强和等离子体浓度增强现象。通过卫星观测资料,统计分析了这种等离子体浓度增强现象的时间、季节和位置的分布特征。结果表明,观测到的等离子体浓度增强出现率明显较等离子体泡出现率低,在低年比高年出现次数更多,夏季较春秋季节出现率高。它主要出现在磁赤道南北纬10°～30°的地方,有时在近磁赤道区和中纬地区的项部电离层也能观测到。针对几个事例,详细分析了等离子体浓度增强现象发生时背景垂直漂移的特征,分析表明当等离子体浓度增强发生时,在午夜前一般都伴随着垂直漂移明显向上的扰动,在午夜后一般处于等离子体垂直速度下降至反向前的时间段,这与等离子体泡期间垂直漂移的特征十分相似,说明这种等离子体浓度增强与等离子泡的产生十分密切。　　 (4)利用低纬GPS观测数据,基于实时数据驱动模式计算的考虑,发展了低纬20～28°N,105～123°E区域TEC地图模式。模式采用最小二乘网格法,每30分钟进行一次TEC地图的解算。另外,针对低纬地区的TEC解算需求,采用Nequick模式模拟分析了不同台站分布对于TEC解算的影响,2006年的模拟结果表明,对于低纬100～120°E和20～30°N的区域,若分为经纬度3°×2°的40个格点,则8站分布能基本满足TEC的解算,各站之间的平均距离约为500km。　　 (5)采用不同的评估方法综合分析了低纬区域TEC模式的精度。首先将模式结果与IRI-TEC和CODE-TEC进行了比较,3种模式的结果变化趋势较为一致,但IRI-TEC和CODE-TEC整体偏高于低纬区域模式计算的TEC,2006年与低纬TEC模式的标准偏差达到7TECU左右;其次,采用Nequick模式对TEC模式结果进行了模拟评估,结果表明在低年区域TEC模式的标准偏差在3TECU左右,高年达到17TECU左右;最后,重点采用差分认证方法对区域TEC模式和日本地区的GPS-TEC模式进行了评估。结果表明,在太阳活动较低的2006年,我国低纬TEC模式的标准偏差为3TECU左右。日本地区的TEC模式约为2TECU,中纬地区可达1TECU。在太阳活动较高的2003年,日本地区TEC模式的标准偏差为5TECU左右。