随着各国GNSS的建设与发展,GNSS应用领域也在随之不断扩大,用户对卫星导航定位产品的精度、可靠性要求也越来越高。我国BDS在亚太地区正式开通服务,也使得三频GNSS导航定位技术真正得以验证与使用。同时BDS空间星座由GEO、IGSO及MEO三类卫星构成,其星座分布、卫星轨道精度、信号体制特性、可见卫星数目、观测量精度等均与GPS存在差异,因此,加强BDS高精度定位技术研究,有利于进一步提高我国BDS定位精度,提升系统的可用性和可靠性,有助于扩大北斗应用产业范围、提高BDS导航产品的市场占有率,更有助于增强我国国防现代化建设水平。论文围绕北斗卫星导航高精度数据处理技术进行了深入的研究,取得了以下创新性成果:(1)针对传统三频周跳探测算法在电离层活跃条件下性能差、可靠性低的问题,论文基于历元间电离层延迟变化量的实时估计,提出了一种消除窄巷电离层延迟影响的北斗三频周跳探测与修复新方法,算法实现简单,周跳探测与修复精度高。算例表明,该方法确定的三组周跳探测量精度均优于0.5周,可以100%探测并修复北斗各频点,不同类型(小周跳、大周跳、特殊周跳组合)的周跳,适用于观测数据采用间隔较大、电离层活跃场景下的周跳探测与修复。(2)针对传统几何无关模型三频模糊度解算方法(GF-TCAR)易受伪距测量噪声及电离层延迟误差等影响,模糊度固定成功率较低的问题,提出基于加权总误差因子最小的北斗三频模糊度固定优化算法。通过定义加权总误差因子增加电离层延迟误差的权重,给出了最优伪距组合系数计算方法,提高了超宽巷、宽巷模糊度的固定成功率;通过对电离层延迟误差的实时精确估计,提出了无几何消电离层法(GFIE),提高了窄巷模糊度的估计精度。实测数据验证表明,该算法可以将长基线条件下超宽巷、宽巷模糊度的单历元固定成功率提高至90%以上,较传统伪距组合提高8%以上;GFIE窄巷模糊度固定方法的单历元固定成功率可达到50%以上,较传统无几何无电离层法(GIF)提高了38~72%。(3)针对传统几何相关模型三频模糊度解算方法(GB-TCAR)在长基线应用时存在模型误差,窄巷模糊度固定成功率及可靠性不高,计算量较多的问题,论文提出了基于双差大气延迟参数估计的长基线北斗GB-TCAR优化算法,简化了模糊度求解步骤,提高了单历元窄巷模糊度固定性能及定位精度。实测数据验证表明,GB-TCAR优化算法性能较传统算法有明显提高,在181 km基线应用时,单历元窄巷模糊度固定成功率可达到90%以上,较传统算法提高20%以上。同时,在181 km长基线条件下,水平方向定位精度约为3 cm,高程方向定位精度约为10 cm,较传统算法在东、北、天三个方向的定位精度分别提高了40.0%、14.8%和39.8%。(4)针对BDS混合星座条件下,不同卫星类型多路径误差的时频特性及周期重复性不同;同时,采用递推滤波器提取的GEO及IGSO卫星伪距多路径误差修正值序列与原始观测量存在时偏,恒星日滤波性能较差;而MEO卫星恒星日滤波周期长、时间相关性低等问题,论文提出了基于零相位滤波器和高度角模型修正的北斗多频多路径误差消除方法。基于零相位滤波器的恒星日滤波改进算法有效地保证了多路径误差修正值序列与原始观测量的历元匹配性,提高了多路径误差消除的性能;基于高度角模型修正的北斗MEO伪距多路径误差消除方法模型简单、修正参数少、多路径误差消除性能好、适用性广。实测数据表明:基于零相位滤波器的恒星日滤波改进算法可降低北斗GEO卫星B1、B2、B3三个频点的伪距误差序列的标准差27.3%、22.8%和30.2%,改善IGSO卫星B1、B2、B3三个频点的伪距观测量精度21.2%、26.0%和27.1%,较传统恒星日滤波算法提高5%以上;基于高度角模型修正的北斗MEO卫星多路径消除算法可以降低B1、B2、B3频点伪距误差序列的标准差8%、7%和5%左右。最后,对论文的研究成果进行了总结,介绍了研究成果的工程应用情况,并对下一步将要开展的工作进行了展望。