在GNSS变形监测领域,通常采用常规接收机进行精密相对定位,可以实时获取测站高精度位置坐标。但是随着监测点数目的提升,需要大量的GNSS接收机设备,造成监测系统成本的增加。一机多天线接收机的出现,可以解决常规接收机监测成本较高的问题,在大坝监测,滑坡监测,桥梁监测等方面应用较多。但是利用一机多天线接收机进行精密相对定位仍然存在一些问题。当GNSS多天线切转开关(GNSS Multi-antenna Switch,GMAS)从一个天线切转到下一个天线时,相位连续观测中断会产生频繁周跳,导致模糊度参数重新初始化,数据的利用率降低。此外,多系统GNSS融合定位通常采用松组合差分模式,这种方式在卫星遮挡严重地区、卫星观测质量较差等复杂环境下定位精度和可靠性较低。针对上述需求和问题,本论文围绕基于一机多天线接收机的GNSS实时精密定位中的关键技术问题展开研究,主要涉及实时周跳探测与修复、GNSS接收机端差分系统间偏差估计和紧组合定位等方面,针对现有模型的不足,创新性地提出相应的算法模型来解决实际问题。本论文的主要工作和结论如下:(1)首先研究GNSS精密定位基本模型,详细推导了非差、单差和双差观测方程,单差观测方程中又详细地对站、星及历元间差分进行了推导和描述,模型中较为系统的梳理了各种参数的含义及特性,随后介绍了误差源及其改正方法,描述了双频观测值中经常用到的各种线性组合,为后续的章节做准备。最后阐述了参数估计的基本方法和策略,分别研究最小二乘估计法以及卡尔曼滤波算法,并且对于模糊度固定与检核进行深入研究,同时为后续的研究奠定理论基础。(2)针对一机多天线接收机切转天线产生频繁周跳问题,为了同时确定双频载波上各自发生周跳的大小,提出了实时周跳探测与修复模型,并用大量的实验数据证明其算法可行性,通过在常规接收机采集的短基线和中长基线观测数据加入模拟周跳,结果表明对于短基线,采用单系统或者多系统均能成功固定宽巷周跳值,较大的数据间隔对于固定周跳值的影响较小。而对于中长基线,使用多系统可以明显提高宽巷周跳值的固定率,且较大的数据间隔对于固定周跳值的影响较大,数据间隔应小于30 s。然后,通过一机多天线采集的短基线观测数据分别进行不修复周跳和修复周跳研究对于实时定位的影响。结果表明该算法可以实现一机多天线接收机模糊度的快速修复,较大地提高了数据利用率,对于一机多天线实时精密定位具有重要的作用。(3)针对在卫星遮挡严重地区、卫星观测质量较差等复杂环境下提高定位精度及可靠性,研究并推导了差分系统间偏差(Differential Inter-system Bias,DISB)估计模型,研究了伪距系统间偏差(Inter-system Code Bias,ISCB)和相位系统间偏差(Inter-system Phase Bias,ISPB)的特性,并进行了紧组合定位实验,比较和分析了紧组合相较于传统双差在遮挡环境下定位精度的改善效果。研究结果表明:相同类型接收机间两个频率上的ISCB及ISPB值均接近于0,而不同类型接收机间两个频率上的ISCB及ISPB值一般不等于0,并且其绝对值一般大于相同类型接收机间的差分伪距硬件延迟和差分相位硬件延迟。GLONASS-GPS的ISCB值可能会发生周期性变化,其原因可能与IFB变化率和ISB的线性相关性有关,需要做进一步的研究。一般情况下,在第二个频率上的ISCB及ISPB值比第一个频率上的ISCB及ISPB值变化较为稳定。对于一机多天线接收机,天线的切转过程对差分伪距和相位硬件延迟的影响较小。对于一机多天线接收机,虽然三个天线对应的接收机类型相同,但是其ISCB和ISPB值可能不同。研究了紧组合定位在遮挡环境下相较于传统双差在定位精度上的改善效果,在已有实验的基础上,通过设置每个时间段不同卫星截止高度角的大小来模拟遮挡环境。在进行紧组合定位时,研究结果表明:遮挡环境下,随着卫星数的减少,紧组合定位在E方向上的定位精度相较于传统双差明显提高。当卫星截止高度角为45°时,定位精度在E方向提高了79.1%。一机多天线接收机的定位精度得到了一定程度上的改善。该论文有图34幅,表6个,参考文献86篇。