随着国内天地一体化信息网络重大专项计划的提出,低轨(LEO)卫星在天基接入网中扮演着极其重要的角色,这几年来国外几大航天航空公司企业也纷纷提出覆盖全球的巨型低轨星座。另一方面,虽然全球导航卫星系统(GNSS)发展至今也有几十年的历史,但由于导航卫星本身轨道高以及导航电文数据率低的特点,系统仍然存在需要改进的地方。尤其是对于我国北斗导航卫星系统(BDS)而言,在完全建成之前,其他辅助增强导航功能的研究不可或缺。实际上低轨卫星几何位置改变快的特点以及通信速率大的特点为导航增强研究提供了契机。鉴于此,本文主要从定位解算、码同步以及导航通信融合三方面对低轨卫星增强导航技术进行了研究。主要研究内容及成果如下:(1)研究基于低轨卫星几何位置改变快的特点增强导航的定位解算问题。其一,在双差定位模型下研究了低轨卫星对观测方程病态性的影响并结合STK软件在场景中仿真了病态改善情况。其二,结合STK提供的卫星轨道参数仿真分析了基于遗传算法解算整周模糊度浮点解在高低病态情况下的解算精度,并且提出了一种基于遗传算法改进的预处理方法并给出了对比仿真结果。最后依然结合STK场景仿真分析了低轨增强星及其轨道高度对整周模糊度整数解的解算性能的影响。从仿真结果可以得到低轨卫星不仅能改善观测方程的病态性、而且还能提高基线解精度以及整周模糊度浮点解精度、整数解的固定成功率,并且随着轨道高度的降低,改善效果更明显。(2)研究低轨卫星增强导航时与导航星或系统同步过程中的码捕获问题。首先提出了一种基于频域码捕获的新方法,尝试了累积相位的表征量和另一种“相关谷”的表征方式,紧接着给出了相应的捕获性能仿真,结果表明该频域处理方法能实现码片级的捕获而后在时域上提出了一种超整数倍码的判定方法,也做了性能仿真,在时域上的捕获精度能在0.5个码片内。(3)研究基于融合的低轨增强导航技术。提出了一种体制融合的增强方法,即基于低轨通信卫星的导频信道传输卫星星历信息的方法,包括操作步骤以及插入结构,然后给出了该种方法相比于无增强时的传输速率提升效果,相对于导航电文原速率,速率提升在2个数量级上。分析了信号层面融合的方法即信号转发的方法,然后分别分析仿真了混合信号中导航信号与通信信号之间的影响以及相互关系。