国债收益率是经济金融市场运行方面的基准利率,收益率曲线也是分析利率走势和市场定价的基本工具。但是收益率曲线中的即期利率需要通过对市场数据进行分析才能被提取。所以利率期限结构模型的研究寻找和建立稳定的数学模型,估计参数并评价其拟合和预测绩效,从而利用其探讨收益率曲线的截面特征和时间序列特征,以在其他研究中应用于利率类衍生品的定价和风险管理。对截面特征的研究是在具体的时间点截面上,利用少量的代表性因子对不同期限的收益率提供解释。而对时间序列特征的研究也被称为动态性研究,需要满足单个时间截面的连续变化需要,获取动态的特征推广到实际应用中。国内外对于国债利率期限结构的研究以及实际应用,都在过去的几十年里得到了迅速的发展。本文通过选取动态的Nelson-Siegel模型(DNS)和无套利的动态Nelson-Siegel模型(AFNS)作为两个基准模型,构建国债收益曲线,分析市场特点。鉴于DNS模型成熟的应用,本文的创新之处在于将DNS状态空间模型中状态方程的转移矩阵区分为对角和非对角的形式,即对矩阵内的部分元素施加零约束,构造了全参数和非全参数的两个DNS模型,对国债的收益率数据分别进行了拟合,以此来比较转移矩阵的部分零约束是否有其必要性,是否可以在DNS模型拟合的过程中简便运算。随后本文进一步利用AFNS模型讨论中债市场上无套利约束的必要性,具有金融理论上的实际意义。结果表明,AFNS稍显优异的实证结果足以说明中债市场无法拒绝无套利的存在。本文同时对三种NS模型进行了实证分析,来比较哪种模型的拟合效果和预测性能更佳。实证结果DNS模型和AFNS模型都是适合中国国债市场的利率期限结构模型,在以后的拓展中能够运用它进行更多的分析。对于DNS模型来说,全参数模型比非全参数模型在解释能力和模型表现上更优异,同时也具有更好的预测效果。可以得出结论,转移矩阵的部分零约束限制了DNS模型的解释能力,全参数有其必要性。但是为了简便运算及适当的情况下,是可以选择非全参数模型来进行估计。同时在综合比较之下,AFNS模型的样本内拟合的能力要高于初始的DNS模型,由此可以看出无套利的因素在研究国债利率期限结构中是应该考虑的限制。同时当对DNS模型和AFNS模型估计之后,实际上也是对市场是否满足无套利性的一种检验,本文也间接证明了中债国债并非完全无套利的市场。