电离层作为太阳-地球空间环境的关键组成部分，其电子密度存在时空变化。这直接影响着现代技术系统，包括无线电通信、卫星导航和航天器轨道预测。总电子含量（TEC）是表示电离层电子密度垂直积分的关键参数，受太阳辐射、地磁活动以及来自低层大气的向上传播能量的影响（La?tovi?ka, 2006; Liu et al., 2011; Tang et al., 2024）。准确建模TEC对于理解空间天气效应和提高全球导航卫星系统（GNSS）应用的精度具有重要意义。近年来，地面和基于空间的观测技术的进步使科学家能够开发出许多新的区域和全球电离层模型（Aa et al., 2015; Chen et al., 2020; Ghoddousi-Fard et al., 2011; S. Li et al., 2019; Opperman et al., 2007, Xiong et al., 2023, Yu et al., 2015）。
东亚地区的电离层表现出明显的区域特征，这些特征受到太阳和地磁活动以及低层大气波的影响。例如，在不同的太阳活动水平下，赤道电离层异常（EIA）的持续时间和强度会发生变化（Zhang et al., 2009）；在地磁平静条件下会出现意外的强纵向结构（Liu et al., 2022）；东西方向的不对称性与美洲地区观察到的情况不同（Zhao et al., 2013）；不同纬度范围内的纬度梯度具有当地时间、季节性和太阳活动依赖性（Yang et al., 2024）。因此，为该地区开发高分辨率电离层模型尤为重要。
随着GNSS的不断发展，全球地面GNSS接收器的数量迅速增加。这些接收器能够同时跟踪多个卫星星座的信号，提供高质量、连续的电离层TEC测量数据。这一不断增长的观测站网络大大丰富了电离层TEC数据库，从而显著提高了我们对电离层时空变化的理解（Z. Li et al., 2019; Mendoza et al., 2019, Ren et al., 2022）。利用这些全面的TEC数据集，多个机构采用了多种映射技术生成了多个全球电离层地图（GIMs）（Jakowski et al., 2011, Mannucci et al., 1998, Nishioka et al., 2013; C. Wang et al., 2018），许多研究人员利用GNSS衍生的TEC观测数据和GIMs开发了全球和区域性的经验TEC模型（Aa et al., 2015; S. Li et al., 2019; Mao et al., 2008, Opperman et al., 2007, Xiong et al., 2023, Yu et al., 2015, Nava et al., 2008）。这些映射和建模方法存在固有的局限性。虽然上述全球经验模型具有广泛的覆盖范围，但其空间分辨率通常限制在大约5°×2.5°，难以解析局部尺度的TEC变化。尽管Mannucci等人（1998）在GIM中应用的球谐展开方法实现了全球覆盖，但在特定地区（如东亚）仍存在显著的拟合残差（Mannucci et al., 1998）。另一方面，由于地形限制，GNSS接收器主要位于陆地上，导致海洋区域的数据缺失严重。这些数据稀少区域的模型准确性难以验证（Wu et al., 1996）。尽管卫星观测可以填补海洋上的缺失值，但它们受到时间或空间不连续性的影响，这对高时空分辨率的经验TEC建模构成了挑战。基于2010–2023年东亚地区的GNSS TEC观测数据，王等人（2025）使用EOF方法重建了该地区的电离层TEC地图，生成了覆盖70°E-150°E，20°S-60°N的东亚区域电离层地图（ERIM），时空分辨率为1°×1°×15分钟（Y. Wang et al., 2025）。这为构建专注于东亚地区的高分辨率经验电离层模型奠定了坚实的基础。
已经开发了多种方法来构建全球或区域电离层模型，包括多项式函数、三角函数、球谐函数、球帽谐函数、经验正交函数和数据同化技术（De Franceschi et al., 1994; Ghoddousi-Fard et al., 2011; Opperman et al., 2007, Wen et al., 2023, Yang et al., 2017, Yue et al., 2011, Zhu et al., 2023）。虽然这些方法能有效拟合和平滑观测数据，但可能会忽略某些局部电离层特征。近年来出现了一种新的经验电离层建模方法——基于网格的建模。该方法将地球或特定区域划分为间距均匀的网格，分辨率足够高。如果每个网格单元包含足够的观测数据，就可以为每个网格点开发一个单独的局部模型。通过聚合这些局部模型，可以构建出全面的全球或区域模型。一些研究已经采用这种策略来开发全球电离层模型。例如，乐等人（2022）应用基于网格的技术来模拟全球电离层电子密度（Le et al., 2022），而唐等人（2024, 2025）构建了电离层顶部电子密度和温度的模型（Tang et al., 2024, 2025）。这些努力展示了基于网格的建模作为开发高分辨率经验TEC模型的有前景的新途径。
在这项研究中，我们通过整合ERIM数据集和基于网格的建模方法，构建了一个用于表征东亚地区电离层变化的经验模型。采用ERIM的空间分辨率，将该区域划分为1°×1°的细网格。每个网格单元包含大量数据（约490,000个点），从而可以为每个网格单元开发单独的模型。多项式和三角函数被用来描述电离层TEC对太阳和地磁活动的时空变化，从而更精确地描述区域电离层的变化。这种方法克服了原始观测的固有局限性，填补了该区域高分辨率建模的空白，并提高了时空分辨率，同时揭示了太阳和地磁活动对TEC影响的区域依赖性。
