电离层延迟误差是影响卫星导航定位精度的最重要的误差源之一,电离层本身复杂的变化规律和物理结构使得对电离层进行高精度建模成为难点,同时增加了消除电离层延迟误差的难度。电离层的总电子含量TEC作为表征电离层的重要参量,与电离层延迟存在正比关系,如何精确地描述TEC的时空分布和变化特征,对TEC进行高精度建模和预报从而提高导航定位精度成为了研究的热点。本文主要在电离层TEC的长期预报方法和电离层延迟改正模型的优化算法两个方面进行了重点研究。论文分析了全球TEC的时空分布特性及太阳活动对其产生的影响,论述了球谐模型精度的影响因素,包括模型阶次和数据采样间隔等；在此基础上,以自主导航对电离层长期预报的需求为牵引,针对当前长期预报方法时空分辨率低、较少长期预报TEC等现状,结合电离层TEC的各个变化周期项,探索利用谐函数展开模型与分段法对电离层TEC作长期预报的方法,分别在太阳活动高年和低年的条件下验证了预报模型的时空适用性,探究了历史TEC序列的时间覆盖度对预报模型的影响；并基于单频接收机电离层延迟改正模型的现状,提出一种基于系数择优的低阶球谐模型电离层延迟改正模型,结合低阶球谐模型参数可编码的特点,利用遗传算法对较高阶的球谐参数进行择优,给出了中国地区的算例进行模型验证和精度分析。本文的研究结果表明：基于谐函数展开模型的电离层分段长期预报方法能够较好地预报90天以上的TEC变化趋势,用于建模的TEC序列的时间涵盖度越广,预报精度越高且能保持长时间不发散；经过系数择优后的低阶球谐模型电离层延迟改正模型具有良好的精度,较之相同系数个数的低阶球谐模型,优化模型平均改进了1～2TECu,并且比Klobuchar模型以及低阶球谐模型能更好地反映电离层的周日变化以及纬度变化。