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GNSS精密单点定位（Precise Point Positioning,PPP）因其无需架设基站,可灵活高效地实现全球任意范围内高精度位置信息的获取,被认为是继RTK和网络RTK后的全新精密定位模式。PPP历经二十多年的发展,传统基于无电离层组合模型的PPP相关理论和实际应用等问题已得到了比较好的解决,特别是有关事后PPP固定解所需的相位偏差产品的解算和发布。相对于传统的无电离层组合模型,近年发展起来的非组合PPP可直接利用GNSS原始观测值,在未放大观测噪声的前提下,保留了电离层延迟等有效信息,且更适合当前及未来多系统多频率数据融合解算。然而,国内外对于非组合PPP的研究还比较有限,特别是在当前多系统多频率的大背景下,如何建立更为精确的函数模型和随机模型,如何高效地改正各类型观测值上的硬件延迟偏差和不同系统间的基准偏差,如何在受到电离层延迟残差影响严重的情况下有效地分离卫星端相位硬件延迟偏差和得到最优模糊度固定解等方面仍是研究难点。针对上述问题,本文主要工作分为三方面内容:（1）函数模型方面:多系统多频非组合PPP通用方程的推导、频间钟偏差预报和GPS/BDS-3系统间偏差评估;（2）随机模型方面:系统内同类型观测值间的随机模型优化和不同系统间的随机模型优化;（3）PPP固定解方面:服务端相位小数周偏差（FCB）的分离算法和用户端PPP部分模糊度固定。主要研究内容和成果如下:（1）在充分考虑到频间码偏差、频间钟偏差和系统间偏差等各类型GNSS偏差的基础上,从理论和模型方面系统深入地研究和构建了一种精化的多系统多频率非差非组合PPP普适函数模型,并以三频为例给出了多系统非组合PPP的实用公式。同时利用不同系统融合的双频非组合静态PPP验证了该普适函数模型的正确性和可靠性。（2）针对第三频率载波相位观测方程上的频间钟偏差（IFCB）难以实现逐历元估计的问题,利用全球均匀分布的248个GNSS连续跟踪站估计得到了GPS（L1/L2/L5）、Galileo（E1/E5a/E5b）、BDS-2（B1I/B3I/B2I）和BDS-3（B1I/B3I/B1C和B1I/B3I/B2a）系统的IFCB。在分析其时变特性的基础上,结合最终星历产品的滞后特点,提出了一种基于逐历元滑动的皮尔森自相关函数的IFCB短期预报建模方法,并分别利用服从t分布的假设检验理论、与实测IFCB的残差比较、PPP相位验后残差和动态/静态PPP定位结果进行了可行性验证。大量实验表明,滞后7天预报的IFCB和实测的IFCB具有较好的一致性,对三频非组合PPP定位精度和收敛时间基本具有等同效果的改善和提升。（3）针对北斗卫星系统频点的特殊性,基于GPS和BDS-2/3三频观测数据,分析和评估了三种常用的系统间偏差（ISB）随机模型对GPS/BDS-2（B1I/B3I/B2I）、GPS/BDS-3（B1I/B3I/B1C、B1I/B3I/B2a）和GPS/BDS-2/3组合的PPP定位性能的影响,实验结果表明:当采用WHU分析中心提供的精密星历产品时,三种随机模型PPP定位性能基本一致,随机游走过程略优于时间常数模型和白噪声模型。同时进行了ISB短期时序变化特性分析和与不同品牌类型接收机相关性的比较,为多频的GPS与BDS-2/3系统间偏差参数求解和随机模型的精化奠定了模型基础。（4）针对当前非组合PPP的经验随机模型难以客观真实地反映各原始观测值噪声水平的不足,进行了随机模型的优化与估计。首先,在顾及到方差-协方差阵中对角线元素的方差比例因子和同类型观测值间的交差相关性的前提下,构建了一种优化的随机模型,并基于协方差分量验后估计方法提出了一套完整的优化和评估策略。其次,鉴于各系统精密星历的精度和PPP定位模型偏差改正的准确性,以四种不同品牌接收机的GPS双频观测数据为例进行了新的随机模型的优化、评估和静态/动态PPP验证分析。最终,利用空间信号测距误差（SISRE）评估了各系统超快速精密星历实测部分的测距精度,进而实现了近实时定位的各系统间随机模型的优化。所有的测试结果表明,相对于经验的随机模型,利用优化的随机模型得到的PPP解的坐标精度和收敛时间均有一定的改善。（5）基于精化的函数模型和优化的随机模型,研究了影响多频非组合PPP原始频率上模糊度参数整周性的FCB误差组成,基于此系统地梳理了服务端非组合FCB的估计算法和研发了一套多系统（GPS/Galileo/BDS-2/BDS-3）三频FCB产品软件服务系统,并依次从浮点模糊度数据利用率、验后残差分布和时间序列稳定性等内符合精度方面和静态/动态PPP固定解性能方面进行验证。结果表明:1)所估计的卫星端FCB均具有较高的精度和稳定性,其中组合的超宽巷和宽巷FCB可进行长时间预报或单天估计一值;2)以GPS/BDS-2/Galileo组合系统为例,其静态PPP固定解较浮点解在水平和高程方向上的定位残差平均值可分别减小22.39%和25.88%,而固定后的动态PPP坐标残差序列平均RMS可分别减少39.2%和15.8%。3)初步研究发现,当前时间内,BDS-3卫星的FCB质量略差于BDS-2卫星,但其固定解对定位性能的改善仍具有重要贡献。（6）针对当前常用的部分模糊度最优子集选取时的判断准则较为单一的问题,提出一种综合模糊度方差、模糊度精度衰减因子（ADOP）、卫星位置精度因子（PDOP）和ratio检核值的多因子约束的部分模糊度最优子集选取方法,用户端通过调整各因子的大小,给相应的表征参数项赋予不同的权重,破解最优子集评价因子单一的问题。与基于模糊度方差排序法所选取的最优子集相比:1)对于静态观测数据,新提出的方法可使得所有固定历元的三维方向的坐标残差平均RMS降低约23.63%,平均固定历元个数提高率约为8.71%;2)对于车载动态数据,三维方向的坐标残差中位数可由93.61cm降低到89.03cm,精度提升约4.9%。