基于单向测量的地基航系统，由于接收机钟差的存在以及地面布站几何分布的局限性，其仅能在有限的覆盖范围内实现高精度导航定位，而基于双向测量的地面导航系统，由于需通过双向测量来完成相对距离速度的测量，因此系统较为复杂，且仅能同时支持有限用户。针对上述问题，本文提出了一种全新的地基导航系统体系架构，即基于单星辅助的地基导航系统体系架构，该地面导航系统由若干地面导航站及一颗中继卫星组成。首先，各地面导航站通过卫星双向时间频率传递技术实现站间高精度时间同步，并利用中继卫星与地面导航站的星地双向测量实现地面导航站与中继卫星的高精度时间同步，进而实现整个地面导航站网络与中继卫星的时间同步；然后，各地面导航站及中继卫星向导航覆盖区域单向发射导航信号，导航终端通过接收各地面导航站及中继卫星发射的导航信号实现相应伪距的测量；最后，导航终端通过几何定位法实现对目标的实时高精度导航定位。数据仿真结果表明，相比于传统的单向测量地面导航系统，在相同的工作场景下，基于中继卫星辅助的地面导航系统可有效地提高导航终端的导航定位精度，且在保证一定导航精度的情况下，可有效扩展导航覆盖范围。