本文通过GPSTEC探测技术分别研究了磁暴期间由极区能量注入引起的大尺度电离层行进式扰动(LSTIDs)的全球传播与分布特征，以及地磁活动平静期间由日夜交替线(或叫晨昏线，即地球表面晨昏两侧移动的昼夜分割线)引起的中尺度电离层行进式扰动(MSTIDs)的统计传播特性。对磁暴期间极区活动激发的重力波或TIDs的研究能够让我们更深入地了解扰动能量从高纬到低纬的传播和耦合过程以及南北半球共轭传播效应，从而深化对整个日地系统中能量传输与耦合过程的认识。同时，本文利用GPSTEC技术成功地探测到了由日夜交替线(ST)这一有规律的、稳定的电离层扰动源引起的中尺度电离层扰动的行波结构，分析了其传播特性和季节变化特征，对进一步认识电离层扰动物理和电离层无线电波传播模型有重要的意义。　　 首先，统计分析了与一次磁暴相关的大尺度和中尺度电离层行进式扰动的传播特性及其地域差异。　　 基于IGS(International GNSS Services)网提供的全球900多个地面GPS台站的TEC数据，通过三通道最大熵频谱分析方法对2003年10月29-31日三次磁暴期间亚澳、欧洲和北美三个扇区电离层扰动的传播参量进行了计算，据此研究了TID在全球范围内的传播特性，并对其物理机制进行了详细的讨论。统计分析结果表明：在磁暴急始后，全球范围内均探测到了大尺度TIDs和中尺度TIDs，并依赖经纬度有明显的地域差异；大部分大尺度的TIDs扰动的振幅和Dst、AE指数有很好的相关；观测到了此次极区活动事件激发的电离层行进式扰动跨越赤道向另一半球中纬度的传播。电离层行扰的全球分布特征是：　　 (1)在高纬地区扰动持续时间约为16个小时左右，比中纬地区扰动持续时间要长；中纬地区，北美扇区TEC扰动的振幅比同磁纬度的欧洲扇区和亚洲部分地区的扰动振幅大。低纬地区扰动比较复杂，其持续时间相对比较长，且在磁暴发生的前一天(年301天)就已发生扰动，TEC扰动振幅较大。　　 (2)三个地区扰动的周期和相速度各不相同。欧洲地区的TIDs是南向传播；北美和亚洲扇区为西南方向传播；而赤道附近地区，南向传播的扰动由于coriolis力作用向西偏离30度左右；南半球北向传播的扰动共轭的向西北方向传播。这种LSTIDs向赤道方向传播并向西偏离，说明不能忽略地球自转引起的coriolis力对传播方向的贡献以及极区地磁活动的共同作用。　　 (3)发现了欧洲地区在磁暴前一天28号由太阳高能质子事件(X17.2级大耀斑)引起的明显TEC突跳(±10TECU)。　　 其次，统计分析了日夜交替线的移动作为稳定的扰动源激发的中尺度电离层扰动的传播特性及气候学特征。　　 选取北美中纬度地区GPS台站密集区的TEC观测数据，通过多通道最大熵频谱分析方法研究了太阳活动低年2005年地磁活动平静期间日出和日落时由于日夜交替线的移动而激发的中尺度电离层扰动的特性，并发现扰动出现率依赖季节变化的特征。统计分析结果表明：　　 (1)在日出或日落期间，在中纬度地区探测到来自低层大气中由日夜交替线移动激发的中尺度重力波上传到电离层高度，而引起明显的中尺度电离层扰动。扰动主要沿日夜交替线运动方向传播，平均持续时间约2～3小时；振幅在0.2～0.8TECU之间，水平波长，水平相速度和周期分别为306±150km，156±80m／s和25±15min；　　 (2)由日夜交替线移动激发的中尺度电离层扰动在春秋分出现率较少；在夏季，扰动在黄昏时出现率达最大值，在日出后少量出现；而冬季则日出后的扰动效应更为明显。　　 (3)分析结果表明，在中纬地区，这种由日夜交替线移动激发的中尺度电离层扰动出现率随季节的变化，与不同季节的日出日落时刻太阳EUv辐射通量的变化过程的快慢不同有关，也与电离层中离子损失过程快慢不同有关。　　 本文工作涉及到磁暴与日夜交替线这两种普遍存在的激发源所激发的重力波/TIDs的传播特征。我们主要采用多通道最大熵等分析方法，从全球GPSTEC探测数据中诊断电离层扰动的传播特性，采用统计分析方法进一步揭示其地域分布和气候学变化特性。本文的研究将有助于更全面认识和深入理解极区地磁活动激发的大尺度电离层行扰在南北半球共轭效应，以及电离层行扰如何把能量从极区带到中低纬地区；同时，有助于对特殊线源——日夜交替线的移动而激发的中尺度电离层扰动的特性的认识。从而，本文的结果对深入探讨电离层中的能量传输与耦合过程具有学术意义，同时对电离层中的空间天气研究于预报也具有应用价值。