对于我国北斗卫星导航系统，受区域监测网分布等原因的影响，目前其基本导航能达到水平优于6m，高程优于10m的定位精度，但该精度仍满足不了高精度用户定位服务的需求。为了实现更高精度的北斗用户定位需求，我国北斗系统也建立了自己的广域差分增强系统，不同于GPS等全球卫星导航系统，我国北斗导航系统在系统设计层面就统一考虑了开放服务和授权服务，通过授权服务向高精度和高完好性需求用户提供差分及完好性信息，以满足不同用户需求。本文主要基于北斗卫星导航系统的实测数据，对广域差分改正数计算方法、完好性监测方法进行了研究。　　目前北斗区域导航系统广域差分服务采用等效钟差统一修正卫星星历和钟差误差，而北斗全球导航系统中将要分别播发轨道改正数以及钟差改正数，因此论文将重点研究利用动力学模式以及运动学模式分别计算轨道及钟差改正数的算法，并通过北斗地面监测站的实测数据对不同模式计算的改正数进行分析，还将进一步研究将广域差分改正数应用到精密单点定位中的效果。随着卫星导航定位精度的提高，决定用户安全性能的导航系统完好性问题变得日益突出，因此本文还将研究北斗全球系统完好性算法，并利用实测数据进行分析验证。　　本文的主要研究成果及贡献如下:　　1.首先介绍了差分及完好性技术现状以及发展趋势，回顾国内外星基增强系统的发展过程和系统概况，详细介绍了观测数据误差修正方法以及差分改正信息的用户算法。　　2.重点研究了动力学广域差分算法，区别于常规多星定轨方法，采用固定星地双向钟差的方法来提升北斗卫星轨道改正数精度，并在预报轨道基础上解算卫星钟差，从而将差分改正信息分为独立的两个部分:轨道改正数的计算和钟差改正数计算。结果显示使用动力学广域差分改正数可以有效的提升用户定位精度，通过对我国均匀分布的14个测站试验，双频伪距定位误差由2.65m降至2.08m，定位精度提升了21％。　　3.在动力学广域差分改正算法基础上提出一种基于TWSTFT动力学广域差分算法，利用北斗导航系统特有的时间同步体制生成的实时钟差观测量计算钟差改正数，实验结果表明该方法同样有效的提升了用户定位精度，利用我国地面监测网的实测数据，使用基于TWSTFT动力学广域差分改正数后，平均测站双频伪距定位误差由2.57m降至2.07m，精度提升19％。　　4.由于太阳光压是卫星动力学定轨的主要误差源，因此分析和研究不同光压模型在北斗卫星定轨中的应用效果，基于北斗区域网观测数据分别利用T20模型、ECOM5太阳光压模型、ECOM9太阳光压模型对北斗卫星进行精密轨道确定，并对不同卫星类型的定轨效果进行分析。结果显示:不同于各家分析中心常采用的ECOM5参数模型，ECOM9参数模型在GEO卫星春秋分期间表现出更好的定轨效果;无论IGSO/MEO卫星在动偏期间还是姿态模式转换期间，T20模型有更好的适用性;因此建议为了获得更高的轨道确定和预报精度，应该针对不同类型的卫星在不同时段采用不同的太阳光压模型。　　5.在等效钟差改正数的基础上研究运动学四维差分改正数算法，该算法不依赖卫星轨道动力学建模，综合使用伪距数据以及相位历元间差分数据计算卫星轨道和钟差改正数，结果显示通过对中国区域内8个测站双频伪距定位试验，平均三维定位误差由2.45m提升至1.77m，提升了39％。同时将运动学四维差分改正数模型与等效钟差模型定位精度进行比较，统计信息显示在增加轨道改正信息后，用户差分距离误差平均提高率达到30％。　　6.针对北斗星基增强系统的增强信息进行用户算法验证，重点利用北斗地面监测接收机实测数据对三种处理模式的差分定位效果进行评估，分别采用动力学广域差分模型、运动学广域差分模型以及基于TWSTFT的动力学差分模型，差分改正后UDRE分别为0.55m、0.60m和0.61m，相比于改正前精度提升40％、35％和34％;双频伪距定位精度分别为1.76m、1.78m、2.08m，与基本导航用户相比，精度分别提升32％、31％和24％。因此可以同时采用以上三种差分模式，通过对结果的筛选，选择最优的一路结果进行输出，从而提升系统的服务性能。　　7.将北斗星基增强系统定位精度与国际知名的星基增强系统WAAS和EGNOS进行比较，结果显示利用WAAS提供的差分改正信息，双频伪距定位误差在1.54m，好于北斗星基增强系统的1.76m的测站平均定位结果;利用EGNOS提供的差分改正信息，测站平均定位结果在1.76m，与北斗卫星增强系统测站定位精度相当。　　8.研究将北斗轨道和钟差改正数应用于精密单点定位的效果，分别采用动力学广域差分模型、运动学广域差分模型以及基于TWSTFT的动力学差分模型计算的改正数，结果显示利用三种不同模式改正数后精密单点定位结果都可达到亚米级，而动力学模式精密单点定位结果明显好于其他两种模式，定位结果收敛后可达到15cm。　　9.研究北斗系统完好性参数体系概念及算法模型，包括广域差分完好性参数UDRE，北斗基本完好性慢变参数SISA，北斗基本完好性快变参数SISMA。利用实测数据对不同类型的北斗系统完好性参数包络性能进行了分析验证。重点研究了北斗基本完好性参数SISA处理算法，并对SISA参数处理算法的有效性进行了验证，长期监测结果显示，SISA参数对轨道和钟差的误差包络能力有很好的稳定性，且对误差的包络能力与算法设计相吻合;快变基本完好性参数SISMA能够较好地包络用户距离误差，且包络性能具有长期稳定性;北斗广域差分完好性参数UDRE对差分距离误差的包络能力约为75％。