近几十年,人类航空事业蓬勃发展,深空探测逐渐成为世界各国关注的焦点,近地空间高能粒子辐射环境对人类航空航天活动的影响日益凸显。高能粒子在行星际空间中加速与传播的研究愈发受到重视,并已成为日地空间物理中的一个热点问题。行星际空间中充斥着多种高能粒子,包括太阳高能粒子（Solar Energetic Particle,SEP）、银河宇宙线（Galactic Cosmic Ray,GCR）、异常宇宙线（Anomalous Cosmic Ray,ACR）等。缓变型SEP事件因持续时间长、强度高、引发的危害巨大而备受关注,对其研究具有深刻的现实与科学意义。在不考虑太阳风沿经度方向变化的前提下,本文利用黄道面内的二维日球层粒子加速与传播模型（improved Particle Acceleration and Transport in the Heliosphere,iPATH）,研究了背景太阳风达到径向稳态时日冕物质抛射（Coronal Mass Ejection,CME）驱动激波对行星际空间中粒子的加速及传播过程的影响。主要研究内容和结果如下:（1）在黄道面内对一次理想快速CME（～1500 km/s）驱动的激波加速粒子事件进行了数值模拟,计算了激波面上的激波参数（压缩比,速度,激波角θBN）和粒子最高能量。结果表明,激波参数的变化显著依赖于经度变化,鼻区附近的激波速度最快,强度最强,对粒子的加速效率也最高。随着CME向外传播,激波速度逐渐降低,强度也在逐渐减弱。不同空间位置处粒子强度-时间曲线和能谱的模拟结果与飞船/卫星观测到的SEP经向扩展以及SEP衰减阶段的“蓄水池”特征基本一致;（2）对发生在2012年7月23日的一次强度极强、速度超快的CME事件进行了模拟。这次事件由STEREO-A、STEREO-B和ACE卫星联合观测,CME中心朝向STEREO-A卫星,另外两颗卫星基本未受影响。模型结果给出了三颗卫星所在位置的质子强度曲线。模拟结果中,STEREO-A位置的粒子强度曲线量级和演化趋势都比较接近STEREO-A/HET仪器的观测,激波到达与离开STEREO-A的时间也与观测吻合;对于在ACE和STEREO-B位置处质子通量的模拟在趋势上也与观测基本吻合。但对SEP观测上的某些细节特征,模型尚无法准确描述,这可能是由于给定的背景太阳风过于理想化或者某些粒子加速过程未在模型中得到准确描述;（3）基于iPATH模型,研究了类太阳恒星自转速度对CME驱动激波加速粒子的影响。对模拟的激波鼻附近粒子最高能量的分析表明,在0.8AU以内,恒星转速越快,激波加速粒子所能达到的最高能量越高;超过0.8 AU时,不同恒星转速对激波加速粒子的影响都存在一个62°的激波角临界值,当激波角超过这个临界值时,最高能量曲线迅速下降。这可能是因为激波角较小时（θBN<62°）,粒子以平行扩散为主,而激波角较大时（θBN>62°）,粒子以垂直扩散为主。粒子总扩散系数κ=κ‖CoS2θBN+κ⊥sin2θBN,随着θBN变大,cosθBN在减小,sinθBN在增大,所以κ‖对κ的贡献在减弱,κ⊥的影响在增强。但是,κ与θBN实质上是非线性耦合的,无法直接由θBN的大小判别是κ‖还是κ⊥对κ起决定性作用。另外,粒子强度曲线与能谱的模拟结果也存在显著地转速依赖性。对于同一位置的观察者,恒星转速越快,它看到的粒子强度曲线上升就越缓慢,反之则越快。这是因为恒星转速的快慢会影响背景磁场位型和激波位型,导致同一观察者通过磁力线与激波面相连的位置不同;（4）抵达日球层的GCR粒子不仅能够为CME激波加速提供大量的高能种子粒子,而且还是太阳活动低年主要的高能粒子辐射源。利用ACE/CRIS仪器的GCR重离子观测数据,改进了 Zhao and Qin（2013）构建的预测年平均GCR重离子能谱模型（ZQ13模型）,新模型能够提供时间精度更高的月平均预测结果。与ZQ13模型类似,新模型也包含三个关键参数:强度调制参数α（t）、平均积分强度比百分数p（t）、能谱形状函数η（t）。利用滞后相关分析法,新模型分别考虑了太阳活动奇数周与偶数周GCR对太阳黑子数（SSN）的最佳滞后时间。太阳活动奇数周中,α（t）、p（t）、η（t）对SSN的滞后时间分别为14、15、20个月,偶数周对应的滞后时间分别为6、4、10个月。利用历史SSN的观测,重建了1975-1996年碳元素和铁元素的微分通量,结果和IMP-8卫星的观测吻合;利用新模型模拟了1998-2018年24种GCR重离子的微分通量,并与ACE/CRIS的观测进行比较,模拟结果的绝对误差为14.5%,预测效果显著优于国际上常用的CREME2009模型（31.4%）。