在目前的GPS高精度定位中,为了最大程度上降低各种误差源对于定位结果的影响,通常都是采用载波相位差分定位的方法,载波相位差分定位模型主要由函数模型和随机模型构成。在建立定位随机模型的时候应该考虑到观测值的相关性,从而能够体现和反映出其质量特性。在对GPS相位随机模型的算法进行改进的基础之上对GPS载波相位差分定位算法进行研究,能够在一定程度上提高GPS定位的精准度以及可靠性。首先,本论文对GPS定位的基本原理以及解算方法进行了研究,同时对GPS定位中的一些常见误差进行了分析。通过将单点定位函数模型与载波相位差分定位函数模型算法的比较,显示出采用载波相位差分定位来进行GPS定位解算的优越性。其次,本论文分析了利用高度角、载噪比信息所构建的GPS相位随机模型对于GPS定位精度以及基线解算精度的影响。利用卫星的高度角有关信息,建立了指数函数以及三角函数的GPS相位随机模型,分析了两种模型同观测值误差之间的关系。利用卫星观测文件所提供的卫星载噪比相关信息,建立信噪比随机模型。通过仿真实验证明了三角函数随机模型、指数随机模型以及信噪比随机模型在基线解算中的效果优于等权随机模型,从而证明这些随机模型能够使得GPS定位精度进一步的提高。再次,基于最优不变二次无偏估计(BIQUE)的相关原理,对相位随机模型估计算法进行了研究分析,而后利用MATLAB仿真软件对GPS随机模型的BIQUE估计算法进行了仿真实现。通过仿真结果证明了将GPS随机模型的BIQUE估计法用于相位随机模型的验后估计的可行性,证明此估计方法能够更好地对随机模型进行完善,从而能够对基线解算精度以及定位精度进行进一步的提高。最后,依据等价方差-协方差的稳健最优不变二次无偏估计(RBIQUE)的相关原理,提出了一种全新的GPS随机模型的估计方法,同时设计出应用全新随机模型的定位解算仿真程序,并且通过仿真实验来对随机模型的作用效果进行验证。基于RBIQUE估计所构建的全新随机模型能够十分有效地降低GPS观测值中粗差对于方差分量估计的影响,从而进一步完善GPS随机模型的功能,提高GPS定位解算结果的精度。