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针对双星定位系统的近地卫星联合定轨中的多源观测数据的融合处理问题，建立了同质观测数据的二步系统误差修正的改进的方差分量估计最优加权方法；分析指出异质观测数据的多源融合测量模型本质为多结构多参数的非线性回归模型，建立了异质观测数据的模型结构特征分析和方差分量估计相结合的最优加权方法．设计了两类观测数据最优加权及联合定轨参数估计的实现算法，并以双星及备份星的距离和同质观测数据以及双星距离和与星敏感器测角的异质观测数据为例，进行了联合定轨仿真实验．理论分析和仿真计算结果表明：对于同质观测数据联合定轨，采用二步系