宇宙线的研究是天体物理学与空间物理学的一个重要领域。一方面，宇宙线携带着宇宙的起源、物质组成以及历史演化等重要信息;另一方面，宇宙线对于近地空间辐射环境也有重要影响。本文围绕银河宇宙线在日球层近地空间中的传播与调制进行研究，主要开展以下几方面的工作。　　1，解释银河宇宙线在第23/24太阳活动周极小期通量异常高的现象。银河宇宙线进入太阳系后受太阳风和行星际磁场的调制影响，其强度的周期变化与太阳活动程度反相关。国际上银河宇宙线的太阳调制研究已得到很好的发展，基本上都是基于Parker高能粒子传播理论，其中主要包括由太阳风引起的向外对流和绝热能量损失，以及行星际磁场引起的扩散和梯度曲率漂移。在最近的第23/24太阳活动周极小期，行星际磁场和太阳风速度都比以往极小期要低很多，同时近地卫星和地面中子探测器的观测结果均显示宇宙线强度也达到历史新高。但据Wilcox太阳观测站的数据，日球层电流片倾角却并没有降到最低。为此我们建立了一个三维、轴对称、不依赖时间变化的传播模型，并利用Markov随机过程首先研究单个影响因素:包括行星际磁场、太阳风速度、日球层电流片倾角、终止激波径向距离、以及扩散系数。然后我们利用这些传播参量的观测数据模拟了前三个太阳活动周极小期银河宇宙线的能谱。为了得到较为纯净的宇宙线粒子通量观测数据。我们利用庞加莱映射方法净化了宇宙线高能粒子的通量观测。最后，通过将数值模拟结果分别和近地卫星观测的质子通量以及地面中子探测器探测的宇宙线计数进行比较，我们发现造成这一时期银河宇宙线强度异常高的原因主要包括以下几点:太阳风速度的降低、行星际磁场强度的减弱、粒子平行扩散增大以及横向扩散减小。　　2，引入庞加莱映射取阈值方法净化宇宙线高能粒子的通量观测。宇宙线通常被认为是一种受太阳活动调制影响的稳定背景，与太阳活动相关的太阳高能粒子事件可以在几分钟时间内将一般稳定的粒子通量改变几个数量级。因此，由太阳高能粒子造成的伪峰很可能严重干扰宇宙线的通量观测。为了得到“纯净”的宇宙线通量背景，去除各种各样的伪峰是很有必要的。为此，我们基于庞加莱映射取阈值方法发展了一套高效率的自动削峰算法，该算法能够在较少输入参数的情况下适用于各种宇宙线通量观测，尤其是低能量的卫星观测。削峰之后的宇宙线通量在很大程度上方便了我们的理论调制研究。而且处理后的宇宙线通量也具有明显的11年和27天周期变化趋势。之后利用该算法，我们分析了5个连续BR周期(BR#2251-2255)太阳风速度和低能宇宙线削峰后通量观测的相关性。结果表明，“净化”后的低能宇宙线通量与太阳活动具有很好的反相关性。这说明该算法可以准确识别各种伪峰信号而不影响背景的宇宙线通量观测。　　3，利用ACE卫星的观测数据构建宇宙线重离子的能谱模型。宇宙线最令人感到惊奇的性质莫过于其能谱分布，即单位能量间隔上分布的宇宙线流量(Particle/(m2·s· sr·MeV/nuc))。在横跨12个能量量级(109～1020ev)范围内，宇宙线能谱几乎满足简单的负幂律分布。ACE飞船搭载的CRIS仪器利用其强大的容量(～250cm2· sΥ)，测量了24种银河宇宙线重离子成分(5≤z≤28)从1997年8月其发射至今的通量观测，能量覆盖范围从50MeV/nuc到500MeV/nuc，被认为是迄今为止最为可靠的宇宙线重离子观测数据。我们利用这些重离子通量的观测数据，通过数据拟合构建了一个银河宇宙线重离子能谱模型。为了检验模型的可靠性，我们将能谱扩展至低能量段。而ACE/SIS仪器正好提供了这些重核子能量范围从10MeV/nuc到100MeV/nuc通量的高分辨率测量，通过将模型预测的低能段宇宙线的通量变化与ACE/SIS的观测数据对比，我们发现此模型在低能段与实际观测吻合很好，尤其在太阳活动比较弱的时候。之后我们还将模型与国际上通用的CR(E)ME96模型和Badhwar&ONeill模型进行对比，发现该模型能更好地拟合CRIS和SIS的重离子能谱观测数据。另外，基于模型参数与太阳黑子数之间的强相关性，该模型还可以重现或预测过去及未来时间里的银河宇宙线能谱。为了进一步说明这一点，我们利用模型推算了1974-1976年5种重核子的能谱，结果和IMP-8卫星的观测吻合。同时，我们还利用模型预测了2012年6种重离子的微分通量，结果和ACE卫星观测结果也相当吻合。与CREME96模型和Badhwar&ONeill模型相比，我们模型是基于ACE/CRIS的高精度观测数据，没有引入宇宙线在日球层空间传播和调制的复杂物理背景，因此模型应用起来比较方便。总之，该模型可以给出近地空间中30MeV/nuc-1000MeV/nuc能量范围内宇宙线重离子元素较准确的能谱，对于研究近地空间辐射环境具有一定的意义。