自动驾驶、无人机等技术领域的兴起,标志着高精度定位需求从专业领域进入大众市场。全球卫星导航系统(GNSS)是室外定位的重要手段之一,利用GNSS载波相位差分定位技术能实现厘米级的定位精度。由于载波相位跟踪的脆弱性,目前连续可靠的厘米级定位精度只有在观测条件良好的开阔场景才能保证。因此,研究复杂信号环境下载波相位跟踪与观测值质量具有重要意义。传统GNSS接收机在复杂信号场景面临动态、弱信号等诸多挑战与参数设计的局限性,而GNSS/INS深组合接收机具有优良的动态性能,能有效提高载波环的跟踪性能。本文基于对传统标量深组合与矢量深组合结构的分析,实现一种基于标量深组合结构,借鉴矢量接收机通道间信息共享思想的深组合软件接收机。基于深组合软件接收机平台,针对复杂信号条件下载波基带跟踪层面和观测值提取层面面临的各种挑战,提出相应的优化方法,进而改善载波相位质量与接收机定位精度。在载波相位基带跟踪层面,首先,针对信号衰弱导致载波相位跟踪不连续问题,提出一种深组合辅助下的COOP跟踪环结构。利用强信号通道估计出接收机钟漂对各跟踪环路的影响,从而使载波环克服动态应力与跟踪灵敏度之间的矛盾,提高跟踪灵敏度。其次,针对信号频繁断续条件下载波相位跟踪不连续问题,提出一种载波相位预测方法。通过相位预测方法维持被遮挡卫星在短暂遮挡时间内的载波相位连续与信号恢复后的快速锁定,主要优化了对被遮挡卫星通道的接收机钟漂影响的多普勒估计。在载波相位观测值层面,针对载波环鉴相器对180°翻转不敏感导致载波相位测量值存在半周模糊度的问题,提出比特预测方法快速确定半周模糊度值。然后,提出基于惯导和里程计辅助的载波相位观测值周跳检测和修复方法,基于惯导短期精度高的特点,利用RTK/INS/里程计的高精度定位结果对载波相位周跳进行检测。经过与真值文件的检测结果对比,该方法能一定程度上改善载波相位观测值连续性。最后,设计实验对本文的深组合软件接收机进行了测试与评估。首先,基于仿真测试场景对载波相位跟踪性能进行定量测试。结果表明:在部分信号较弱的动态仿真测试中,本文的载波环跟踪灵敏度较传统锁相环提高了12 dB,较经典深组合锁相环提高了4~7 dB。在信号断续测试中,在静态和动态场景下,模拟部分卫星遮挡时,90%以上的测试结果都能在15 s的预测时间内维持载波相位发散不超过1/4周;在动态场景下测试了相位预测方法对RTK定位的影响,结果表明,使用相位预测方法能有效提高部分卫星信号断续条件下的RTK固定率和定位精度。然后,在实测车载环境下对深组合软件接收机的载波相位观测值质量和RTK定位精度进行了测试与评估。测试结果表明,深组合软件接收机的载波相位观测值连续性和RTK固定情况,以及整体定位效果均优于ublox接收机,证明了本文提出的载波相位优化方法的有效性。