隨著GPS定位技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，電離層物理性質(zhì)理論和應(yīng)用的研究得以迅速發(fā)展。理論方面從全球性的預(yù)測發(fā)展到區(qū)域性監(jiān)測，從單層模型的建立發(fā)展到空間三維模型的研究。目前，國內(nèi)外學(xué)者們正積極致力于空間模型的建立。GPS掩星觀測數(shù)據(jù)亦為電離層的空間研究提供了豐富的數(shù)據(jù)。
　　利用GPS連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站和掩星技術(shù)反演電離層的空間結(jié)構(gòu)、探測和預(yù)測電離層活動及其變化規(guī)律，可以更好地消除其影響，或者合理地估計電離層異常變化，研究其異常原因；再者地震預(yù)報和預(yù)測部門利用地震—電離層耦合性質(zhì)，根據(jù)電離層異常的規(guī)律性變化，反演地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，進(jìn)一步預(yù)測地震的震源、時間和震級等。
　　GNSS高精度導(dǎo)航和定位除了需要準(zhǔn)確估計大氣層對信號的影響外，還需要正確估計衛(wèi)星正常的工作狀態(tài)和用戶位置等信息，即GNSS完備性。GNSS完備性包括地面監(jiān)控站部分、衛(wèi)星信號及軌道部分、空間大氣部分和地面定位部分，不同的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其完備性參數(shù)描述與方法有所不同，目前，尚未形成一套完整的、系統(tǒng)的完備性理論。
　　本書結(jié)合當(dāng)前電離層與GNSS完備性研究和應(yīng)用的需求，分析了其國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，深入研究了電離層相關(guān)估計理論和實(shí)際應(yīng)用，完善了GNSS完備性理論和方法。全書共分為10章：第1章為緒論，系統(tǒng)敘述了電離層探測技術(shù)與理論模型的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了GNSS完備性概念與理論的研究現(xiàn)狀；第2章介紹了電離層的物理現(xiàn)象、空間分布規(guī)律、異常性變化，總結(jié)了地震與電離層之間的耦合性；第3章介紹了電離層對GPS無線電信號的折射指數(shù)和電離層的估計、探測和預(yù)報理論；第4章剖析了電離層折射指數(shù)的具體表達(dá)形式及其不同階項對GPS觀測數(shù)據(jù)的不同線性組合的影響；第5章研究了Chapman函數(shù)和球諧函數(shù)聯(lián)合建立電離層層析模型的過程，并通過數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證；第6章根據(jù)電離層與地磁的關(guān)系研究利用克羅布歇（Klobuchar）模型反演了地磁北極的算法與可行性分析，并進(jìn)行了數(shù)據(jù)驗(yàn)證；第7章分析了中性大氣延遲的幾種模型估計的精度、網(wǎng)絡(luò)RTK定位中綜合誤差的影響，以及北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS聯(lián)合定位情況；第8章介紹了Galileo和WAAS/EGNOS系統(tǒng)完備性參數(shù)空間信號誤差與用戶保護(hù)水平的基本概念；第9章詳細(xì)敘述了Galileo系統(tǒng)中空間信號誤差和用戶保護(hù)水平的完備性監(jiān)測機(jī)理、完備性風(fēng)險的概念和概率統(tǒng)計算法；第10章介紹了空間信號誤差的變化規(guī)律和預(yù)報方法，敘述了最差用戶位置的估計方法。
　　本書的研究和撰寫，得到了國家測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)測試中心程鵬飛研究員、山東科技大學(xué)海洋測繪研究院的盧秀山教授和劉國林教授的指導(dǎo)和支持，在此深表感謝；感謝山東科技大學(xué)科研創(chuàng)新團(tuán)隊項目（空間大地測量）中各位研究人員的大力支持和資助；感謝本書中引文的作者。
　　由于作者水平有限，時間倉促，書中難免存在一些缺陷或不妥之處，敬請讀者批評指正。