随着全球卫星导航系统(GNSS)的建设与发展,多系统多频观测使得实时精密单点定位(PPP)的定位精度不断改善,在地壳形变、GNSS气象学、低轨卫星定轨等领域得到了广泛应用。然而,与RTK技术相比,PPP收敛时间长是制约其应用进一步发展的瓶颈问题。实践证明高精度大气延迟改正可以有效缩短PPP收敛时间,实时高精度大气延迟改正建模在实时精密服务系统中具有重要的作用。目前,随着陆态网络、北斗地基增强等项目实施,我国全国分布的实时基准站密度已经达到150-300 km的站间距。因此基于中国区域的实时基准站观测资源,开展广域实时高精度大气延迟模型构建方法的研究具有非常重要的意义。本文围绕构建广域实时高精度大气延迟改正模型及其在北斗实时PPP定位中的应用,重点研究了多系统非差非组合提取单站大气延迟的模型与方法,广域实时高精度对流层延迟、电离层延迟建模方法,顾及实时大气延迟先验约束的增强PPP应用等关键问题,研制了基于非差非组合的广域实时大气延迟建模处理软件、顾及大气约束的实时增强PPP处理软件。采用大量实测数据验证了算法模型与处理软件的正确性以及可靠性,同时对中国区域北斗/GPS实时PPP定位性能进行了细致的评估与分析。本文的主要研究内容和贡献如下:1.建立了满足不同信号调制技术(CDMA和FDMA)、不同频率(单频、双频以及多频)的GNSS非差非组合处理模型,实现了单站非差对流层、电离层延迟提取。采用短、零基线GNSS数据,比较了基于非差非组合和基于相位平滑伪距两种方法提取电离层延迟的优劣,结果表明:非差非组合方法受基准站观测值数据质量影响较小,获得的电离层延迟精度与可靠度更高。2.提出了一种顾及对流层高程归化的实时高精度对流层延迟建模方法RTGP。采用实测数据评估了中国区域先验模型GPT2w和不同高程归化方法构建的实时对流层格网模型的精度。相比GPT2w模型,RTGP的精度提升67%,可提供中国区域优于1.5 cm的实时对流层延迟改正。3.提出采用对流层精度因子TrDOP,定量分析对流层延迟参数估计对PPP收敛性能的影响。针对北斗区域导航系统卫星几何构型较差且变化缓慢,不利于参数分离的特性,本文提出了一种顾及对流层先验约束的无电离层组合PPP模型,有效的改善了北斗实时PPP定位收敛慢的问题。4.基于陆态网络基准站实测数据构建了中国区域实时电离层延迟模型,分别评估了不同建模方法(球谐函数法、平面拟合法、曲面拟合法以及反距离内插法)在电离层活动高年和低年的精度,给出了适用于中国区域实时电离层延迟建模方法。在电离层活动高年,实时电离层模型精度2-8 TECU,在电离层活动低年,实时电离层模型的精度为1-2 TECU。与IGS电离层分析中心CODE事后电离层产品相比,精度提升约50%。将该实时电离层模型用于北斗、GPS单频伪距定位,全国范围定位精度(95%):水平优于1 m,高程优于1.5 m。5.在多频GNSS非差非组合模型研究基础上,扩展实现了顾及实时大气约束的非差非组合PPP模型。采用实测数据验证了顾及实时大气约束的PPP模型的优势与可靠性,同时对中国区域北斗、GPS以及北斗/GPS单频、双频PPP的定位性能进行了比较和分析。实验结果表明:引入大气约束后,北斗双频和单频PPP收敛性能明显改善,定位精度分别提升30-50%和 20-46%;GPSPPP 模糊度首次固定时间缩短 14.5%。另一方面,北斗和GPS组合后,PPP定位性能显著改善,可以保证在任一时段,30 min实现水平和高程方向优于10 cm的定位精度;完全收敛以后北斗/GPS可实现水平2 cm,高程3.6 cm的精度,相比单北斗和GPS,分别提升约40%和20%。