目前地震的短临期预报多依赖于观察地震前兆现象,但并非所有地震在震发之前都会出现前兆。由于地震成因很复杂,现有的地下探测技术有限、难度大,我们在地震的中短期预报和临震预报方面还亟待发展。地震、海啸产生的次级压力波会与大气耦合,从而影响电离层中的等离子体,使总电子含量的电子浓度发生变化,因此借助于全球定位卫星系统的对地观测,获得同震电离层总电子含量,对其进行定量、定性的扰动分析,是近年来不断发展的地震研究手段。本文针对GPS总电子含量(TEC)测量与同震电离层扰动分析的一系列原理与方法开展了详细的探究与分析,并以2015年尼泊尔发生的Mw7.8地震为例,利用GPS双频连续观测数据解算并分析TEC同震电离层扰动。论文主要围绕着以下四个版块的内容展开:(1)论述了电离层的基本定义与基本特性,介绍了高层大气的分层结构与电离层电子密度的垂直分层结构、电离层的周期性与非周期性变化及其影响因素、以及多种传统或新兴的电离层探测方式,叙述了地震与大气、电离层耦合的基本理论。此外,收集了国内外学者在GPS电离层领域、总电子含量的扰动分析方面已有的研究背景与理论,并为后续部分进行铺设。(2)介绍了全球定位系统的对地观测方式,结合物理意义,从数学角度阐释了GPS电磁波信号中产生电离层延迟的原因以及GPS双频测距的基本原理与解算公式。详尽地陈述了利用载波相位观测量平滑伪距观测量的原理与意义,对电离层单层模型进行图文说明,以及介绍了基于GPS数据解算总电子含量的原理与方法,并佐以GPS TEC原始值的示例图像。(3)研究分析了几种关于同震电离层扰动的具体数图方法,分别给出示例图像并解释了其意义。同时在时间域内、频率域内对电离层总电子含量的扰动进行了数值与频率值的范围统计,将GPS TEC的时间数据序列进行降噪平滑处理,并对TEC曲线作数字图像分析,系统性地阐明了几种探究同震电离层扰动(CID)传播特性的步骤与方法,包括如何计算TEC同震扰动的水平传播速率、如何获得卫星穿刺点的推移轨迹以及同震电离层扰动沿地表水平传播的方向,并且讲述了判断造成同震电离层扰动的地震相关波(声波、瑞利波与重力波)类型的原理与方法。(4)以2015年发生的尼泊尔Mw7.8地震为例,选取中国地壳运动观测网络(CMONOC)及IGS在地震当天的GPS观测数据解算出总电子含量的具体数值,对地震引起的同震电离层扰动进行数图统计分析与快速傅里叶(FFT)频谱分析,全面深入地探究TEC扰动传播的时空特性。通过数据与图像结果获得震后的总电子含量出现明显扰动异常现象的时间以及持续时长、呈现出的变化趋势,得出扰动由震中向周围震区传播的多个方向、水平传播速率的值与范围,频谱中获得的中心频率值与范围,从而对各自对应为何种地震相关波展开讨论分析。