目前，低轨卫星已广泛应用于各类精密对地观测，包括重力卫星、海洋测高卫星、合成孔径雷达干涉遥感卫星以及大气监测卫星等。它们在高精度和高空间分辨率的静态及时变地球重力场的获取及应用，海洋和陆地的水准面及地形信息的获取和应用，全球数字高程模型的建立和地表形变监测，全球大气监测及应用等诸多方面表现出了很重要的科研和应用价值。卫星精密定轨是卫星顺利完成各种任务的基础。GPS精密单点定位技术仅利用单一GPS接收机观测信息和外部精密轨道和钟差信息实现用户精密定位，灵活方便，且可以全球全天候连续观测，已成为LEO精密定轨技术中的一个重要选择，并且已经在低轨卫星精密定轨中发挥出重要的作用，展现出良好的应用前景。　　随着GPS的现代化，GLONASS星座的恢复，北斗系统的发展，GALILEO不断的建设以及各导航系统精密产品的发布，多系统组合精密单点定位(PPP)的研究和应用已经成为测绘领域的一个重点研究课题。采用组合PPP，可大大提高卫星的完好性、改善定位的位置精度因子，提高定位精度等，在低轨卫星精密定轨方面势必会发挥出越来越大的作用。特别是COSMIC-2、GRACE-FO等下一代LEO卫星都计划携带星载GPS/GLONASS组合接收机，这对组合PPP在LEO精密定轨中的应用提供了新的机遇。　　为了探讨多系统组合PPP融合算法并拓展其在低轨卫星精密定轨中的应用，本文以实测的星载GPS数据为例，较为深入地探讨了高精度LEO定轨中的若干关键问题，初步搭建一个LEO精密定轨，完成了多颗LEO卫星长时间定轨，达到国际同类成果的精度水平;并利用地面数据，研究了GPS/GLONASS组合PPP的数据融合算法，并初步探讨了GLONASS码偏差估计算法，初步形成了一套GPS/GLONASS组合PPP数据策略，为基于多模GNSS-PPP的LEO定轨中的数据融合提供参考。本文的主要研究成果和贡献包括:　　（一）在探讨了一种基于残差分析的GLONASS码频间偏差估计方法的基础上，研究了基于Helmert方差分量估计的多模GNSS-PPP数据融合算法。　　与GPS的码分多址技术(CDMA)不同，GLONASS系统目前主要是采用频分多址技术(FDMA)来识别不同的卫星。即一台接收机同时观测到的所有GLONASS卫星使用的两个载波频率是不同的，这就使得GLONASS的码和相位观测值受到频间偏差的影响，此项误差对两系统的数据融合有一定的影响。　　为了充分发挥GLONASS单系统PPP的优势，本文基于残差分析法，探讨了一种GLONASS码频间偏差的估计方法，并研究了其对GLONASS单系统PPP的影响，此外，结合目前两系统的差异及精密产品的实际情况，利用实测地面数据，探讨了GPS/GLONASS组合PPP的数据融合算法，引入了Helmert方差分量估计定权数据融合策略，单天实测数据多时段分析和全球多测站数据分析结果表明，基于Helmert方差分量估计定权策略性能略优于等权策略，两者均可以明显提高收敛速度和定位精度。　　（二）提出了一种基于LEO平台的导航卫星天线相位中心变化精确估计方法，并深入分析了导航卫星天线相位中心变化对LEO精密定轨的影响。　　GNSS观测值测量的是导航卫星发射天线相位中心到接收机天线相位中心之间的距离，而导航卫星精密轨道的参考点是卫星的质心，只有对导航卫星天线相位中心进行精确标定，才能满足LEO精密定轨等领域的需求。由于LEO卫星在距离地面几百甚至上千公里的上空飞行，有大量观测数据分布在导航卫星天底角14～17°部分，由于导航卫星天线相位中心变化在这一区域最大可达几个厘米，这势必会对LEO精密定轨产生较大影响，而目前基于地面数据对导航卫星天线相位中心变化的估计只局限在0～14°，这难以满足高精度LEO精密定轨的需要，并且，随着各大导航系统的不断建设和完善，各导航系统的导航卫星都需进行天线相位中心变化标定。　　为了适应多模GNSS-PPP的LEO精密定轨需求，通过对导航卫星天线相位中心变化的理论及方法的研究和分析，以GPS为例，利用实测的LEO星载GPS数据，探讨并提出了一种基于LEO平台的导航卫星天线相位中心变化估计方法，利用实测数据残差数据，建立了导航卫星天线相位中心变化模型，与IGS比较结果表明，本文方法有效且所得PCV精度与IGS结果相当，差异在1～3mm，最后深入分析了导航卫星天线相位中心变化对LEO精密定轨的影响最大可得1～2cm。　　（三）设计出一种基于残差分析的天线相位中心变化估计方法，建立了多颗LEO卫星的天线相位中心模型，并探讨了其对LEO精密定轨的影响。　　通常描述LEO卫星运动的参考点是其质心。为了获取高精度的基于星载GPS数据的低轨卫星位置信息，必须充分利用相位观测数据，而精确确定接收机天线相位中心的位置则显得特别重要。由于LEO卫星在太空运行，受太空复杂环境的影响，其天线特性会发生较大变化，在发射前的短时间内测定的天线相位中心结果无法满足高精度定轨的需求，所以每颗卫星均需开展天线相位中心变化的在轨标定。　　本文通过对LEO天线相位中心变化建模理论和方法的研究和分析，设计了一种LEO天线相位中心变化估计方法—残差建模法，并将其应用到多颗LEO卫星接收机天线的PCV建模中，得到了多颗LEO卫星接收天线的精密的PCV模型，可提高LEO在径向和切向的定轨精度，多颗卫星的结果表明其对LEO精密定轨的影响约在2～3mm。　　（四）初步形成了较为成熟的定轨策略和平台，实现多颗卫星长时间高精度轨道确定。　　简化动力学精密定轨中，数据处理流程、动力学模型等对定轨结果也有着重要的影响。为了满足精密定轨需求，在综合了前面几方面对几何观测数据处理的挖掘基础之上，优化了数据处理流程，更新了时变重力场等动力学模型，引入经过优化的伪随机脉冲加速度来平衡几何观测信息和动力学信息，形成了一套较为成熟的定轨策略，经过大量实测数据的验证和优化，初步形成了一个较为稳定的定轨平台，对HY2A、JASON-2和GRACE-A/B等多颗卫星进行了长时间高精度轨道确定。残差分析、重叠弧段对比、外部精密轨道比较和SLR检核等多项评价结果表明，本文定轨策略可实现径向约1cm，3D-RMS约2～4.0cm的定轨精度，精度良好且稳定，为后续更多LEO卫星的精密定轨奠定了基础，也为基于多模GNSS-PPP的模式的LEO精密定轨提供了重要保障。