基于卫星导航系统的室外高精度定位技术的研究在近三十年内发展很快,差分定位技术的定位精度达到了厘米级甚至是毫米级。但是差分定位系统并没有得到广泛应用,主要原因是传统的差分定位系统的成本太高。差分定位中的重点和难点是求解载波相位整周模糊度,一般采用多频多系统的接收机,导致系统成本太高,单频接收机接收到GPS卫星数较少,导致求解整周模糊度困难。多径干扰和接收机噪声是影响差分定位精度和求解载波相位整周模糊度效率的主要因素。针对上述问题,本文重点进行了以下工作。1.差分GPS的研究,其中重点是数学模型和载波相位整周模糊度的求解。2.研究抗多径GPS天线,提出低成本、小型化的抗多径GPS天线,有效抑制多径干扰对定位精度的影响。3.高性能GPS接收机的设计,GPS接收机灵敏度是接收机设计的核心指标,根据改进的噪声理论,使得接收机灵敏度接近芯片物理极限。4.针对单频GPS接收机接收到的卫星数较少,在遮挡情况下无法定位的问题,将GPS和惯性导航传感器结合,并进行实际测试验证,有效提高了系统的有效性和稳定性。5.将差分GPS系统应用在方向测量领域,针对固定短基线的应用场景,提出了快速求解载波相位整周模糊度的算法。基于以上工作基础,本文取得以下成果。将差分GPS定位和方向测量结合,成功应用在智能吹雪机的定位系统中,实现了高精度的相对定位和方向测量。利用差分GPS技术成功应用在基站天线工参测量系统中,快速、准确求解载波相位整周模糊度,实现了高精度的基站天线方位角测量。本文提出的低成本、高精度的差分GPS相对定位系统有助于差分GPS技术的推广和应用,具有很高的实用价值。