对流层大气延迟是深空探测和空间对地观测技术的主要误差源,对流层大气延迟对电磁波信号的影响已经越来越受到重视。随着我国深空探测和全球卫星导航系统(GNSS)等空间对地观测系统的发展,特别是我国自主的北斗卫星导航系统进入实用和向全球拓展阶段,迫切需要建立一个具有我国自主知识产权,满足实时导航定位精度要求,使用方便,新的实时对流层天顶延迟函数模型(即预报模型)。该模型将为广大的深空探测、对地观测、各类导航用户提供全球适用的对流层延迟实时改正服务。　　 中国大陆构造环境监测网络,简称“陆态网”,历时4年多,于2011年12月建成,2012年3月通过国家验收,是一个以全球卫星导航定位系统为主的国家级地球科学综合监测网络,是我国“九五”重大科学工程中“地壳运动观测网络工程”的延续。建立“陆态网”近实时水汽含量分析平台,也是中国GPS网重要的研究和应用内容之一。　　 本文面向我国深空探测和GNSS导航定位需求,采用ECMWF和NCEP事后再分析气象资料,结合全球IGS网和中国大陆构造环境监测网络(陆态网)GPS基准站实测对流层天顶延迟(ZTD)时间序列,分析研究了中国及全球区域ZTD的时空变化特性,特别研究了天顶延迟随高程的变化规律和合理的描述方法,分别构建了中国和全球的实时对流层天顶延迟函数模型SHAO-C和初步的SHAO-G。利用全球62个IGS站和中国地壳运动观测网络28个GPS基准站实测的ZTD序列作为检核和评估的标准,对SHAO-C和SHAO-G模型预报的ZTD的可靠性和精度进行了评估,结果表明:SHAO-C和SHAO-G模型预报的ZTD与GPS实测的结果相比,未发现存在明显的系统偏差;SHAO-C模型的标准偏差平均为4.5厘米,SHAO-G模型为3.3厘米,均优于目前国际上常用的EGNOS模型,在高海拔地区优势更为明显。SHAO-C和SHAO-G模型预报的ZTD的精度,足以满足广大GNSS导航定位用户实时对流层延迟改正的需求。　　 本论文的主要研究内容和创新点如下:　　 一、建立了具有我国自主知识产权,满足实时导航定位精度要求,使用方便,新的实时对流层天顶延迟函数模型(即预报模型)SHAO-C和SHAO-G。其主要特征是:　　 (1)直接对大气天顶延迟建模,简化了算法和模型参数的设置,有利于广大导航定位用户实时应用;　　 (2)模型研究了天顶延迟随高程的变化规律和合理的描述方法,模型参数的高度参考值取在每个网格的平均高度上,避免了EGNOS等模型从平均海平面归算、高程改正误差累积严重的缺点;　　 (3)具有更高的空间分辨率。　　 二、首次分析和评估了ECMWF分析资料和NCEP再分析资料在中国及周边地区生成ZTD的可行性、可靠性和所能达到的精度及所生成ZTD精度的时空分布特征。对利用ECMWF/NCEP生成ZTD的方法进行了讨论,另外还特别分析了ECMWF近年来最新提供的ERA-Interim数据产品在中国地区的适用性。这些结果为ECMWF等资料在中国地区的应用提供了重要参考。　　 三、结合ECMWF/NCEP气象资料和中国及周边地区GPS站多年实测ZTD序列,初步构建了中国及周边地区大气折射四维数字模型,对其精度进行分析评估。该模型适用于各类空对地、地对空和空对空的无线电信号的对流层延迟的改正和大气折射映射函数的精确模制。　　 四、研究了利用区域性GPS网,近实时对流层天顶延迟解算的原理和方法,建立了基于中国大陆构造环境监测网络的“水汽含量分析处理软件平台”,并对计算的精度进行了评估分析。