当前北斗三号基本系统的星座部署任务已经完成，2018年底将正式向“一带一路”沿线国家和地区提供导航服务。随着以北斗为代表的卫星导航系统的快速发展，用户对卫星导航接收机提供定位与测速服务质量的要求也越来越高。但是，在弱信号和频繁遮挡等挑战性环境中，不完整的广播星历和观测量会使卫星导航接收机完成定位的时间延长；在弱信号和高动态等挑战性环境中，含有粗差和较大偏差的观测量会使卫星导航接收机测速的稳健性降低。为了提高卫星导航接收机在挑战性环境下的用户体验，论文围绕挑战性环境下卫星导航接收机快速定位与稳健测速技术进行深入研究，包含以下工作内容并取得以下创新性成果：
　　（1）针对弱信号环境下导航电文无法完整接收导致北斗终端首次定位的时间延长问题，提出一种基于中长期星历扩展的北斗终端自辅助首次定位方法。对于本文提出的自辅助首次定位方法，在首次定位解算中使用北斗MEO/IGSO卫星的中长期扩展星历，同时，使用北斗GEO卫星的实时广播星历。仿真实验结果表明，基于北斗卫星中长期扩展星历的自辅助首次定位方法，自辅助首次定位方法的二维平面误差约为12米，三维定位误差约为25米，对应的首次定位时间约为8~14秒，对比基于实时接收广播星历的北斗终端，首次定位时间减少约20秒，提高了弱信号环境下完成单点定位的速度。
　　（2）针对基于高程信息辅助3星码相位模糊度解算的无概略位置辅助粗时定位算法对于高程信息的依赖性以及由此导致的粗时定位时间延长问题，提出一种基于4星混合类型码相位模糊度解算的无概略位置辅助粗时定位方法。在本文提出的粗时定位方法中，使用基于4星混合类型码相位模糊度搜索的概略位置估计方法。这种方法不需要任何外部辅助位置信息就可以完成概略位置估计。基于真实观测数据和动态仿真观测数据进行测试实验，实验结果表明，在没有外部高程信息辅助条件下，当粗时偏差在30s以内时，无概略位置辅助粗时定位解算成功率在97％以上。当粗时偏差在5s以内时，粗时定位成功率为100％。同时，实验结果也表明，对于部分北斗卫星导航信号受到完全遮挡的情况，使用本文提出的无概略位置辅助粗时定位方法能够进行正确的码相位模糊度解算，并且仍然能够保持较高的粗时定位解算成功率。
　　（3）在地面导航应用中容易出现导航信号频繁遮挡和信号衰减等问题，这会导致可见卫星数目剧烈变化，对应的观测量噪声呈现非高斯特性，出现粗差观测量，针对以上问题，本文提出一种测速域选择性融合自适应抗差UKF单点测速方法。实测实验结果表明，使用该方法能够很好地解决同时进行定位与测速时滤波算法数值不稳定问题，同时，通过抗差滤波可以抑制周跳和粗差对相位导出多普勒观测量的影响，通过滤波结果融合能够提高单点测速滤波解算的稳健性。
　　（4）针对卫星导航接收机使用相位导出多普勒单点测速在高动态情况下出现较大测速偏差的问题，提出一种在高动态条件下提高导航滤波测速解算稳健性的方法，该方法利用原始多普勒抗差最小二乘辅助相位导出多普勒序贯抗差IMM-STF单点测速方法，该算法能够提高相位导出多普勒单点测速的稳健性。基于北斗终端高动态实测实验，对该单点测速解算方法进行性能分析评估，实测实验结果表明，在载体高动态运动条件下，该单点测速方法的平面测速误差为0.05m/s，三维测速误差为0.09m/s，在高动态条件下，能够使单点测速滤波解算误差维持在几cm/s量级及其以下，在载体高动态运动情况下能够提高相位导出多普勒单点测速的稳健性。
　　最后，对论文的重要研究成果进行了总结，列举了研究成果的工程应用情况，并对下一步将要开展的工作进行了展望。