本文针对新一代大地测量VLBI系统(即未来VGOS)的若干关键技术及应用进行了较为系统、详细的研究,以期为日后VGOS建设和运行提供有价值的参考信息。主要工作及成果如下。1.总结了新一代VLBI观测系统的提出过程、系统组成、国内外发展现状以及未来的发展趋势,并提出了当前该系统仍存在可研究性的问题。随后研究了与VLBI相关的基本理论,包括射电干涉测量原理、VLBI远近场几何时延原理,同时研究了观测模型中的各种改正、模拟实验中观测纲要和虚拟观测量的生成过程以及常用的数据处理方法。2.研究了VGOS测站全球不同分布、测网不同规模对测站位置及EOP参数解算精度的影响。随后,针对天线转速与口径大小、台站钟差、系统信噪比、时延测量噪声、记录带宽与量化位数等多个硬件参数指标,定量分析了各参数对观测结果的影响。3.构建了全球、全年尺度的干延迟改正模型,用于精确计算全球任意地区、时刻的干延迟模型系统差改正值,进而提高测站在高程方向的解算精度。相较于传统干延迟模型,改正模型还可有效削弱湿延迟估计值的系统误差,将其系统误差控制在mm量级。4.提出了一种利用地表气象数据精确计算对流层湿延迟的方法。通过分析气温、水汽压在垂直剖面的变化特征,分别提出了用于计算垂直剖面气温的搜索法和线性分段水汽压模型,进而精确计算局部地区湿延迟结果。5.提出了基于高阶傅里叶级数的对流层延迟水平梯度估计方法。通过研究对流层延迟随方位角的变化特征,给出了可灵活估计对流层延迟的估计策略,既可保证精度,又不至于增加过多待估参数。6.提出了顾及映射函数误差的对流层延迟两步估计法。该方法以映射函数误差随高度角变化的函数模型为基础,可有效削减斜路径延迟残差,同时对对流层湿延迟的估计结果也有一定程度的改善。另外,相比VMF系列映射函数,本文提出的方法可为映射函数的实时获取提供参考,同时也能大幅提高其时间分辨率。7.研究了VGOS在GNSS卫星跟踪中的若干问题。首先讨论了天线跟踪卫星时,在几何、转速、角距方面测网需满足的基本条件,随后研究了测网分布、跟踪时长及卫星轨道误差对大地测量参数解算精度的影响。8.详细研究了我国建设VGOS台站过程中可能涉及的若干问题,如未来国内VGOS网的观测能力、新老天线联测时的观测效果等问题。最后,以上海VGOS站为例,介绍了目前国内台站的建站进度和测试结果。