集合预报初始扰动准确描述大气运动的不确定性是集合扰动构造的关键问题,合理的扰动应能合理反映大气运动状态的预报误差特征。现有集合初始扰动方案难以合理表征高分辨集合扰动信息,导致中小尺度天气系统的扰动结构难以合理描述。本文基于GRAPES-REPS集合预报系统,针对其初始扰动结构和振幅与预报误差一致性偏弱的问题,结合不同空间尺度天气系统预报误差特征,将表征预报不确定性的集合扰动与表达观测和分析不确定性的资料同化分析增量有效结合,分别构造了定常局部分析约束函数w1,准适应性局部分析约束函数w2和自适应整体分析约束函数w3,实现对初始扰动中不合理信息的识别和调整,最终研究提出了改善集合初始扰动质量的分析约束方案。然后,从集合扰动、离散度以及扰动能量的结构与演变特征、降水预报效果等角度综合考量不同分析约束扰动方案的效果,表明自适应整体分析约束方案的一般适用性。结论如下:（1）表征观测不确定性和分析不确定性的分析增量能合理反映中小尺度天气系统预报误差结构和振幅,与集合扰动描述的预报不确定性较好吻合。（2）基于分析增量和集合初始扰动结构及振幅特征建立的分析约束方案能够有效吸收分析不确定性信息,可有效消除不合理的虚假扰动信息,具有良好的优化调整作用;自适应分析约束方案不仅可有效解决扰动连续性不足的问题,而且对初始扰动的改善效果最优,具有更高的科学性和一般适用性。（3）不同方案分析约束调整后,风场与质量场预报扰动的结构和振幅得到了合理改善,与预报误差的发展和演变更加一致,降水预报的效果也更加贴近实况。同时,其离散度和扰动能量的增长与演变特征更加合理,其中自适应整体分析约束方案的改善效果尤为突出。（4）自适应整体分析约束方案可有效改善区域集合预报的性能。对基本物理量的扰动能量结构、离散度与均方根误差结构及两者一致性均有明显改善;该方案对温度变量的预报与观测一致性的改善明显,对高度并未起到改善作用;另外,对集合预报可信度和可辨识度均有较好改善作用。