世界各国已经成功发射了很多用途各不相同的低轨卫星,由于其特点是轨道高度较低,因此成为很多重大科研任务的实验载体,如重力测量、探测大气、高度测量等。星载GNSS技术不断发展成为低轨卫星轨道确定的主流手段是因为它有精度高、观测连续和全天候的优点。本论文主要研究基于星载GNSS高精度定轨算法,从大气阻力对低轨卫星定轨的影响和融合星间链路观测数据的低轨卫星定轨两个方面展开研究,实现对星载GNSS定轨算法的改进,为未来的一些工程实践和科研项目应用提供技术参考。主要研究内容如下:首先,论文说明了星载GNSS定轨中涉及到的时空基准和其相互转换关系,阐述了GNSS的观测模型和线性化方法,分析了低轨卫星运动过程中所受到的摄动力模型,建立了低轨卫星运动的运动方程,并分析了观测数据的质量。其次,针对低轨卫星运动过程中最大的非保守摄动力进行研究,主要研究大气阻力对低轨卫星定轨的影响。考虑到大气阻力摄动是低轨卫星精密定轨的最大影响因素,选取不同种类大气密度模型,对大气阻力摄动进行了精细化建模,提升了低轨卫星精密定轨和预报性能。基于GRACE卫星轨道进行仿真,结果表明:使用三维大气密度DTM模型相对一维大气密度指数模型,定轨精度可提升约5.1%,外推48h和72h的轨道精度可分别提升12.9%和9.5%。最后,研究星间链路测量数据对定轨精度的提升。提出了一种使用KBR数据改进GPS定轨结果的方法,针对仅使用KBR观测数据的H矩阵亏秩问题,将定轨轨道作为观测量并基于定轨不准确度确定该观测量权重,构建加权最小二乘轨道改进算法。以GRACE卫星为例进行仿真,基于所提算法使用KBR数据分别对星载GPS载波相位定轨轨道和伪距定轨轨道进行改进,并与GRACE卫星事后精密轨道比较,结果表明KBR数据对载波相位定轨轨道切向改善约5%,对伪距定轨轨道切向改善约11%。