低仰角下的卫星信号受到大气延迟、多路径效应和观测噪声的严重影响,定位中常常通过设定截止高度角舍弃低仰角数据。而传统定位中的15°截止高度角会使得某些特殊情况下的低仰角卫星利用率不高,如低仰角高信噪比的卫星数据。北斗卫星导航系统目前正处于建设阶段,用户可用的卫星数有限,在一些特定区域,大部分的北斗卫星为低仰角卫星。因此,如何利用低仰角北斗卫星定位是目前需要研究的热点问题。同时,由于北斗卫星的星座和信号频率有其自身的特点,需要考虑其导航信号中与其他卫星系统存在的差异性。相关研究表明,北斗卫星导航信号中存在着一定的系统性偏差,而该偏差的产生来源与影响需要进一步深入研究。针对上述问题,本论文的主要研究内容和结论如下:1.分析了低仰角卫星信号中大气层延迟和多路径效应的特点,以及在定位中对几何图形强度和高程定位精度的影响。通过多个观测站的观测数据,分析了不同截止高度角下的大气层延迟、几何图形强度和高程定位精度变化情况。2.分析了北斗卫星实测数据中存在的系统性偏差,结果表明该偏差与卫星的类型、信号频率和卫星高度角相关。针对IGSO和MEO卫星的偏差提出了分段加权多项式和神经网络两种修正模型,并通过“滑动窗口均值递推法”提取前一周期观测数据的平滑值用于修正当前周期的GEO卫星偏差。利用实测数据,对比分析模型修正前后的MW组合序列和PPP定位精度变化,证明了算法的有效性。3.提出了一种北斗网络RTK基准站间解算低仰角卫星模糊度的方法。将基准站间的共视卫星分为高低仰角卫星,首先对高仰角卫星的模糊度进行固定,利用已固定的高仰角卫星数据,构建低仰角卫星基准站间对流层延迟和电离层延迟的约束条件,从而辅助解算低仰角卫星的整周模糊度。利用香港CORS站提供的北斗观测数据,验证了上述方法的有效性。4.针对不同定位模式下的低仰角卫星定位策略进行了研究。在PPP中,针对传统周跳方法固定阈值对低仰角卫星数据中的特殊周跳不敏感的缺陷,提出一种“自适应滑动窗口阈值法”;针对对流层延迟修正模型,对比了三种对流层映射函数在低截止高度角下的表现,分析了低仰角下映射函数的最优选择;针对单一随机模型在不同高度角下的缺陷,提出一种联合随机模型用于改善低仰角下的定位精度。在网络RTK中,利用提出的低仰角卫星模糊度解算方法,结合“误差综合线性内插法”,对流动站的定位精度进行了分析,验证了算法的有效性。