1958年,Explorer 1卫星的探测数据发现地球辐射带的存在,标志着人类进入空间探测时代,同时也开启了磁层物理研究的热潮。由于近年来多颗近地卫星提供的更高精度的波动、粒子观测数据以及范阿伦卫星时代先进的地球辐射带模拟技术,人们对辐射带能量电子的动态变化特性及背后物理机制的认识有了快速提升。其中,大量的研究发现波粒相互作用对辐射带电子动态变化有重要的影响。尽管内磁层中不同的波动对电子的作用被广泛地研究,但是大部分研究重点关注单个波动对电子的独立散射效应,仅有少部分研究分析了同时发生的不同波动在辐射带电子的联合散射过程中的协同与竞争关系。本文基于范阿伦卫星的观测与扩散模拟,按照距离地球由近到远的顺序,重点研究内磁层不同空间区域内同时发生的多种等离子体波动对辐射带电子的联合散射效应。本文首先在第一章介绍了地球辐射带、带电粒子在辐射带中的基本运动、内磁层中常见的波动,包括磁声波、等离子体层嘶声、闪电激发哨声波、哨声模合声波和人工台站甚低频波,以及空间中的波粒相互作用,包括共振效应与非线性效应。第二章介绍了卫星数据分析方法与波粒相互作用基本理论,包括介绍了范阿伦卫星及载荷,然后详细介绍了本文研究中使用的波动和粒子观测数据的分析方法,以及空间波粒相互作用准线性基本理论。第三章研究了地球内辐射带中多种波动对电子的联合散射效应。地球能量电子内辐射带通常在径向分布上只有一个电子通量的峰值。然而,最近的研究表明地面台站发射的人工甚低频信号可泄露进入内磁层,对辐射带电子有重要散射作用,从而导致能量电子内辐射带分叉现象。基于范阿伦卫星RBSPICE仪器提供的长达6年（2013–2018）的高精度电子通量数据,系统地分析了地球能量电子（几十keV）内辐射带分叉现象的统计分布特性,包括对地磁活动、电子能量和季节的依赖性。统计结果表明,内辐射带能量电子分叉现象强烈依赖于电子能量,主要发生在地磁活动水平较为平静时期,且在冬季的发生率明显高于夏季。随后,针对一个持续十天左右的能量电子内辐射带分叉现象的典型事例,本文通过电子数据分析、人工台站信号波动建模以及基于准线性理论的扩散模拟,首次定量地模拟出内辐射带能量电子分叉现象的形成过程。模拟与观测的一致性证明了人工甚低频台站信号进入内磁层后对近地空间的能量电子有重要的损失作用,是导致能量电子内辐射带分叉现象的主要原因。本文将地面甚低频台站信号与辐射带电子动态变化直接联系起来,提供了人工台站甚低频波影响近地空间环境的关键定量证据。同时,人工台站甚低频波可在大约10天的时间尺度上对内辐射带能量电子有重要损失作用,表明人类主动影响地球辐射带环境的可能性,具备重要的潜在应用价值。第四章基于范阿伦卫星在等离子体层内侧观测的同时发生的等离子体层嘶声和磁声波的一个典型事例以及改变二者相对波幅大小的参量化研究,详细分析了这两种波动对外辐射带电子的联合散射效应。首先,针对该等离子体层嘶声和磁声波同时发生的典型事件,根据两种波动的幅值相对大小不同将该事件划分成两个相邻的时间段。通过对比模拟的独立和联合散射作用下电子相空间密度的动态变化,证实两种波动的联合散射作用与独立散射作用截然不同,并且波动场强幅度相对大小强烈影响相对贡献大小和两者的联合散射作用。接着,通过参量化分析255组相对波幅大小不同的等离子体层嘶声和磁声波的扩散系数以及电子相空间密度的扩散模拟,我们系统地研究了二者的联合散射效应及其对电子投掷角分布变化的影响。结果表明在L=4的区域,当等离子体层嘶声的波幅大于或等于磁声波时,等离子体层嘶声在联合散射作用中占优势,造成电子投掷角呈现高帽状、平顶状、蝴蝶状以及松饼状分布。磁声波的增强可以导致能量范围更广的电子蝴蝶状投掷角分布。同时,二者波幅的相对大小对电子的联合散射效应有重要影响。第五章研究了在等离子体层外同时发生的多种波动对外辐射带电子的联合散射作用。基于范阿伦卫星的观测数据,我们报道了一个合声波、外嘶声和磁声波同时发生的事件。通过计算波动对电子的扩散系数和数值模拟电子相空间分布的动态变化,详细分析了这三种波动对外辐射带电子的独立与联合散射作用。结果证实了波幅强度不是决定波动对电子的联合散射效应的唯一因素。尽管磁声波的波幅远强于外嘶声与合声波,但是在联合散射作用中,外嘶声与合声波抑制了磁声波在独立散射效应中导致的电子蝴蝶状投掷角分布,从而在整体上呈现出电子全投掷角的加速效果,造成电子松饼状投掷角分布。合声波、外嘶声和磁声波对电子的联合散射作用可以大致解释观测的电子相空间分布的动态变化。所以,内磁层中多波动的联合散射作用对辐射带动态演化过程有重要的影响,考虑现有的等离子体波动的联合散射效应以及波动在联合散射中的相互协同、竞争机制有助于更好地模拟和预报辐射带电子的动态变化。第六章对本文的主要研究工作与取得的主要结论进行了总结。同时展望了未来的工作设想,提出了几种后续的方法思路以便更深入地理解内磁层中多种波动对辐射带电子的联合散射效应,从而建立更真实的地球辐射带动力学模型。