中性大气层是指从地面向上大约到40km范围内的大气层，它可以分成低部的对流层和以上的平流层，有时也统称对流层。GPS卫星信号经过地球的大气层传播至地基GPS接收机时，受到中性大气折射的影响，产生时延和路径弯曲，由此造成信号的传播延迟。天顶方向的中性大气延迟约为2.3m，当高度角为10度时，此延迟将增加至约20～25m。中性大气延迟是高精度GPS／GNSS定位中误差源之一。本文从实际应用的角度，分析了中国地区天顶延迟变化特征，比较了目前应用较多的几个对流层延迟改正模型的精度和适用性，并由此建立中国VLBI站的单站对流层延迟改正模型。本论文主要研究内容是：1．为了研究中国地区上空的对流层天顶延迟的情况，我们利用地壳运动监测网络1999～2004年中国30个GPS基准站的天顶延迟，进行了中国地区天顶延迟变化特性分析；其中包括年变化、季节变化，月变化、日变化和区域分布的统计分析。结果表明，天顶延迟变化有很强的周年性，其年变化特性(如周年变化的振幅，年均值)与台站的纬度和高程相关。天顶延迟在不同季节之间的变化也比较明显，夏季达到最大值，冬季达最小值；通过天顶延迟月平均值的分析，发现中国天顶延迟南部大于北部，东部大于西部(其主要原因是，我国西部的地势高于东部，东部湿度大于西部)：天顶延迟白天与晚上差值无明显的系统偏差。2．利用IGS提供的2003年的天顶延迟和实测气象数据，对目前国际上用的几个天项延迟模型进行了精度和适用程度的评估，包括气象数据的Hopfield模型和Saastamoinen模型(实测气象参数和标准气象参数两种情况)以及不需要实测气象参数的EGNOS模型。通过比较分析，结果表明，对实测气象数据，Saastamoinen模型精度最高；EGNOS模型与Hopfield模型基本相当，它们与Saastamoinen模型差别并不显著。而在没有实测气象数据(即用标准气象数据)的情况下，EGNOS模型的精度优于Hopfield和Saastamoinen模型。在实际应用中，对没有实测气象数据，又要获得具有一定精度的对流层延迟改正的情况，采用EGNOS模型应是较好的选择。通过比较分析，发现了Hopfiled模型存在的问题：不适用于高度较高的测站高精度天项延迟的改正。3．针对探月工程任务大气延迟改正的需求，利用地壳运动网多年的GPS天顶延迟值，并参照EGNOS模型建立了中国VLBI站的预报模型，并在预报模型基础上利用实测气象数据建立了实时模型。在2006年夏季的观测实验中，预报模型已经被用于观测任务中，满足工程任务的要求。