导航星座卫星轨道的精密确定是卫星导航系统提供高精度导航定位授时服务的重要保障。由于无法全球布站,传统的基于地面观测的定轨方式无法满足我国北斗卫星导航系统全球服务的需求。2015年,我国自主设计研发的新一代卫星导航Ka频段星间链路已投入在轨运行,为实现北斗卫星导航系统的全球测控提供了重要技术支撑,促使星间星地联合定轨成为导航星座定轨的研究热点。在此背景下,本文针对区域布站和星间链路支持下的北斗卫星导航系统联合精密定轨,分析了新一代卫星导航星间链路的测距性能,对联合星间星地观测的导航星座高精度定轨方法及其影响因素进行了探讨,主要研究内容如下:(1)建立导航星座星间星地联合定轨模型。从动力学定轨基本原理出发,研究了星间星地联合定轨批处理算法的基本原理、算法流程;梳理了定轨结果的主要评估方法和评价指标;根据北斗卫星导航系统空间段和地面段的分布,设计了混合导航星座联合定轨仿真场景,验证了联合定轨算法的可行性。(2)分析北斗全球系统试验卫星工程Ka星间链路的测距性能。从Ka星间链路双单向测距基本原理出发,研究了星间链路观测数据的预处理方法;通过观测残差分析法分析了星间链路测距数据的内符合精度;通过卫星激光测距检核法进行外符合比较,得到了Ka星间链路测距的外符合精度。(3)分析测量误差和地面站分布对导航星座联合定轨的影响。针对测量粗差和星地星间数据的精度差异,研究了观测数据的粗差处理方法和数据加权方法对导航星座联合定轨精度的影响;分析了联合观测条件下,地面站数量和分布对导航星座联合定轨性能的影响。本文结合仿真和实测数据,实现了联合星间星地观测的导航星座定轨。相关结果表明,北斗Ka星间链路测距精度可达厘米量级,能够有力支撑我国北斗导航星座区域布站下的高精度联合定轨。本文既是对星间链路相关技术的验证,也可为星间链路的应用提供参考。