在中、美、英、法、日、瑞等国学术刊物上发表论文130多篇，1980年首次发现“行星际磁场反向扇形效应”，并提出解释这种现象的“共轭电场”机制，得到了产生扇形效应的磁层—电离层三维电流体系，大大提高了世界数据中心A(WDC-A，美国，波德尔)由地球磁场推断行星际磁场扇形结构的准确率。1981年首次计算出包括极区在内的全球L(地磁太阴日变化)电流体系，用三维发电机理论研究了L电流体系的产生机制，理论与观测很好吻合。1983年最先提出“中国地磁场嵌套模型”，推导出既包括地球主磁场的内源场部分，又包括外源场部分的矩谐级数表达式，结合使用球谐分析和矩谐分析，建立了包括全球、中国、华北三个层次的地磁场嵌套模型。1985年提出中低纬地磁子午台链思想，研究出一整套用中低纬地面观测手段诊断和监测地球电磁环境的方法，为研究日地能量耦合和磁暴预报提供了重要的基础。1985年用磁流体冻结场理论，首次得到地核表面无通量线运动的全速度。1992年提出了一个新的地磁指数—“Sq指数”，用于描述地磁太阳日变化的结构和强度特征，对中低纬大尺度电流体系的时空特点和物理机制进行了系统研究。1996年提出普遍适用的“半开磁层模型”，用地面和卫星观测资料，求得太阳风—磁层能量耦合函数的一般表达式和参数。同年实现了磁层亚暴电流体系主要成分(驱动过程和卸载过程)的定量分离，推动了磁层—电离层耦合的定量研究。1998年根据地磁场形成的物理过程，对组成主磁场的成分进行了定量分离，并研究了各种成分的空间结构及其长期变化。2002年建立了地球磁场的“自然正交分量”模型，并将只有100年长度的国际地磁参考场序列向前外推到十六世纪，得到长达450年的国际地磁参考场序列，推动了地磁场长期变化的研究。2003年用本征模方法对地磁场日变化进行了分解，得到了有物理意义的日变化成分，对空间天气预报有一定意义。