本博士学位论文分为三大部分，分别介绍磁层亚暴的全球演化过程、强磁剪切条件下向阳面磁层顶和高纬极尖区的磁场结构以及近地磁尾电流片的磁场结构。　　 在第一部分中，我们利用THEMIS五颗卫星和地面台站的科学数据，清晰的研究了一个中等强度的磁层亚暴的全球演化过程而且还在此次亚暴过程的膨胀相阶段直接观测到了能量的多次离散的耗散过程。在亚暴触发以后，在磁尾的不同位置我们可以接连观测到等离子体片的膨胀过程，而且等离子体片的膨胀有一个尾向的跳跃发展过程，其平均速度约为36 km/s。在此次亚暴事件中，我们观测到了两种类型的偶极化，一种偶极化称为偶极化锋面，它和磁尾爆发性整体流密切相关，而另一种偶极化我们称为全球偶极化，它和等离子体片的膨胀紧密联系。近地的四颗卫星在等离子体片膨胀前4-15分钟，可观测到全球偶极化的信号，我们认为这些全球偶极化和等离子体片膨胀过程是由同一次过程造成的，只是卫星在局地观测到的效应有个延迟。我们在此次亚暴中可看到THEMIS极光电集流指数(AE)的四次增加，同时在磁尾可相应的观测到四次能量释放过程的主要效应。我们试图利用这个亚暴事件对亚暴的触发机制进行检测，但是观测数据不能充分的证明究竟是哪种机制触发了此次亚暴。　　 在第二部分中，我们利用Cluster四颗卫星的磁场观测数据对磁层顶附近的磁场结构进行了研究。我们第一次通过对磁场曲率的直接测量得到了中等太阳风动压条件下正午一午夜子午面上磁层顶表面的曲率半径的空间分布。同时，我们关注于强的磁场剪切条件，因为只有在这种条件下，磁层顶才有一个清晰的边界。我们还通过极尖区向阳一侧和背阳一侧磁力线的不同曲率方向证实了极尖区凹点的存在，而且还发现极尖区向阳一侧和背阳一侧磁层顶附近的磁力线的最小曲率半径都是2 Re。统计分析还得出了极尖区的纬度范围为55度-65度之间，略微倾向于向阳方向。随着纬度的减小，磁层顶的曲率半径会缓慢的增加，因此，在日下点，磁层顶的曲率半径和日下点的地心距离几乎相等。我们的这些观测结果和一些经典的磁层顶模型符合的较好，但同时也指出了这些经验统计模型在估算磁层顶局地曲率方面的局限性，尤其是在极尖区附近。我们的研究结果还证实了极尖区附近磁瓶结构的存在，这些磁瓶结构很可能对磁层中高能粒子的捕获起着重要的作用。　　 在第三部分中，我们利用Cluster卫星簇在2007年对近地磁尾(12-15 Re)电流片的观测和多卫星数据分析方法，对近地磁尾电流片的磁场结构了进行了初步的分析。我们发现这些近地电流片的形态主要为标准电流片(Harris电流片)，其法向主要沿着南北方向，磁力线几乎为平面曲线。在中性片中，磁场的方向沿着南北方向指向北，磁力线的曲率方向指向地球一侧，同时曲率半径也较小，约为0.2-0.5 Re。磁力线的密切平面法向(也就是次法线方向)主要指向昏侧，电流密度的方向也主要指向昏侧，和次法线方向平行，也就是越尾电流，其最大电流密度约为5 nAm-2。另外，近地电流片中的中性片的厚度很薄，中性片的半厚度约为800 km，有时甚至小于0.1 Re。