电离层延迟是卫星导航系统中最主要的误差源,对卫星导航、定位、授时等多方面都会造成影响。多频用户可以通过观测值组合来消除电离层误差,但对于单频接收机用户,则需要通过电离层模型来进行电离层延迟修正。本文系统地评估了现行常用的广播电离层模型及经验模型,并针对北斗广播电离层模型-BDS Klobuchar模型精度不高的情况,提出了新的精细化方案。主要研究内容和创新点如下:1.梳理了现行主流的四种广播电离层模型、三种经验模型及各机构全球电离层图的发展现状及模型原理。针对不同情况,分析了各类电离层延迟改正模型的适用性,为后续电离层延迟模型的改进及应用提供详尽的理论参考。2.以CODE的GIM产品为基准,利用2020年整年数据系统评估了四大广播电离层模型。结果表明,各个模型北半球修正精度高于南半球,白天修正精度高于夜晚。Galileo Ne Quick G模型在中低纬度服务性能一般,但在高纬度地区明显高于GPS Klobuchar、BDS Klobuchar模型,在中低纬度地区GPS Klobuchar、BDS Klobuchar及BDGIM模型修正精度较高。综合统计分析,BDGIM模型性能优于其他模型,全球范围改正率可达76.91%。四大广播电离层模型都很好表现了电离层随纬度、太阳活动、昼夜以及春秋双峰的季节效应变化的特征。3.采用2020年“两分两至”日数据,对IRI-2016、IRI Plas-2017以及Ne Quick 2三个常用的经验模型进行了全球性评估。结果表明,季节性变化对IRI-2016及IRI Plas-2017模型性能影响较大,而Ne Quick 2模型基本不受季节影响。全球范围及不同区域的表现分析可知,IRI-2016模型性能最好,Ne Quick 2模型次之,IRI Plas-2017模型最差。4.赤道至南非低纬度地区为电离层异常区域,利用2014-2020年GNSS双频实测数据,分析了经验模型的性能及其在不同高度的电子含量分布,探究了实验区域电子含量与太阳活动参数的相关性。分析表明,近赤道区域电子含量远高于远赤道区域。该实验区域,IRI-2016模型性能最佳,在太阳活动高年Ne Quick 2模型精度较低,在太阳活动中年及低年IRI Plas-2017模型性能最差。顶部电子含量占总电子含量比重最大,等离子体层比重最小。总体来看EUV指数与电离层相关系数最大,SSN在该区域相关性最差。5.针对BDS Klobuchar模型在主要服务区域外精度不高、两极地区改正异常情况,本文提出了多源数据精细化方法,利用IRI-Plas 2017经验模型、BDGIM模型以及CODE GIM产品多源数据精细化BDS Klobuchar模型。结果表明,各个数据源对BKlob性能都有显著提升,尤其是在极地区域。BKLO＿C精度提升最高,BKLO＿B模型精度次之,但不借助外部数据源,在北斗系统中即可完成精细化处理。BKLO＿I精度稍差,经验模型具有预测性,可以满足实时精细化处理的需要。