大型露天矿滑坡和地震是我国所面临的两种典型固体地球灾害。现有研究表明，电离层作为日地系统的重要组成部分，对日地空间环境的变化非常敏感，对穿过其中的电磁波信号产生极大影响，对身处其中的各种卫星系统产生严重干扰。因此，不管是保证星载合成孔径雷达干涉测量(InSAR)的可靠性以实现高精度的矿区滑坡监测，还是基于电离层对地震等大型事件进行监测预警，固体地球灾害空间监测中电离层研究均具有重要的理论意义和应用价值。随着全球导航卫星系统(GNSS)的快速发展，以及GNSS连续运行跟踪站的持续增加，GNSS已成为电离层探测的最有效手段之一。针对上述两种典型固体地球灾害空间监测中电离层研究的需求，论文以GNSS为观测手段，围绕改正电离层影响的矿区滑坡InSAR监测、地震电离层异常探测与分析中的若干关键问题开展研究，主要内容如下：

(1) 针对固体地球灾害空间监测中GNSS站点稀疏区域电离层参量反演的实际需求，发展了一种基于单站GNSS数据的高精度电离层垂直TEC(VTEC)反演算法。在详细分析单站GNSS数据反演电离层VTEC的影响因素基础上，分别对整周模糊度、伪距噪声、卫星和接收机的硬件延迟偏差以及多路径效应的影响进行了消除或减弱，进而建立了高精度单站VTEC反演方程，并用最小二乘法进行解算。

(2) 非线性的太阳活动性变化的存在使得电离层异常变化分析非常困难，在高太阳活动期，甚至无法获得有效的电离层异常变化信息。为克服太阳活动性对电离层参量变化分析的不利影响，提出了一种基于多分辨率小波变换的电离层参量非线性太阳活动性背景去除方法。试验结果表明利用本文提出的算法提取的电离层太阳活动性背景与实测的太阳活动性指数相关性高达0.9以上。

(3) 电离层变化除受太阳活动性控制外，还受地磁活动的显著影响。地磁活动不仅可以引起全球电离层变化，而且同样可以产生局部电离层异常。因此，在电离层异常分析中需要对是否为地磁活动所驱动的电离层扰动进行诊断分析。鉴于此，本文提出了一种基于交叉小波变换的电离层异常-地磁活动诊断算法。试验结果表明，所提出的算法可实现较好的诊断分析效果，尤其是在比较困难的中小磁暴诊断分析中亦能发挥作用。

(4) 深入分析了电离层对不同波段SAR、合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)以及多孔径InSAR(MAI)的影响原理，结合前述电离层反演与分析算法，发展了一种融合GNSS-TEC和NeQuick-2电离层模型的D-InSAR和MAI电离层影响修正方法。在此基础上，引入小基线集(SBAS)思想，将传统的单一视线向时序监测拓展为一种顾及电离层影响的视线向SBAS (LOS-SBAS)和方位向SBAS (AZI-SBAS)联合形变场时序监测方法。以典型的南北向大型滑坡——抚顺西露天矿滑坡为例，开展了滑坡监测试验。结果表明，本文所提出的方法对于大型滑坡体监测，尤其是南北向滑坡体的形变场监测具有良好的效果。

(5) 基于上述电离层反演与诊断分析算法，详细分析了日本“3·11”地震、汶川地震和芦山地震前电离层异常变化特征。发现日本地震前3天(2011年3月8日)和汶川地震前3天(2008年5月9日)震中上空出现显著电离层异常，然而，汶川地震5年后发生的芦山地震，震前30天震中上空电离层并未出现明显电离层异常变化。在对比分析三次地震电离层异常特征基础上，结合岩石圈-盖层-大气层-电离层(LCAI)耦合理论，探讨了地震电离层异常可能的机制。