为支持北斗导航系统国际化发展中的系统时间兼容与互操作,中国科学院国家授时中心建立了GNSS系统时差监测平台。该平台将接收空间信号作为主要监测手段,监测精度为5.0ns。本文从系统时差监测的误差源入手,分析了GNSS系统时差监测中温度、湿度和气压值对对流层延迟改正结果的影响。为了改善对流层折射路径的影响,针对GNSS时差监测系统的实际特点,研制了一款适用于时差监测接收机的温湿压测量仪,并利用采集到的测站实时温度、湿度和气压参数对目前较常用的对流层模型进行了分析与对比。论文的主要内容包括以下几个方面:1.研究了GNSS系统时差监测中对流层延迟对监测精度的影响,分析了利用实时温度、湿度和气压数据改进对流层延迟算法的要求,并据此给出了温湿压测量仪的具体设计需求。2.以FPGA作为核心处理器,设计并实现了适用于时差监测接收机的温湿压测量仪。该测量仪能够通过RS232串口与导航接收机直接通信。通信数据格式为标准的NMEA格式,测量数据能够被导航接收机直接识别并使用。温度测量误差小于0.5℃,湿度测量误差小于5%,气压测量误差小于10h Pa。数据输出的最小周期为10s。3.利用GNSS多模导航接收机和研制的温湿压测量仪对临潼测站进行了实时数据采集。利用采集到的实际测量数据对目前常见的Marini、Hopfield、Saastamoinen和Black对流层延迟模型进行了分析。给出了各个模型的适用范围和条件。所研制的温湿压测量仪已经能够与系统时差监测接收机配套连接使用,实现了连续稳定的运行。利用输出的温湿压气象参数能够将对流层延迟误差控制在分米量级,从而有效改善对流层延迟误差。并且还可以将其扩展应用到其他精密定位、时间传递等方向中。