全球导航卫星系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)接收机可以向载体提供高精度的位置和方向信息,可用性和精度是评判接收机性能的关键指标。定位定向的精度取决于对误差的控制,所以GNSS误差控制技术可以从根源上提高精度;载波相位观测量中包含有未知的整周模糊度,所以整周模糊度固定技术是实现载波相位定位可用性的前提条件;基线长度信息约束技术通过融合基线长度信息与观测信息,可以起到提高可用性和精度的效果。本文结合了现今卫星导航向多系统、多频信号的发展方向,对提高卫星导航高精度定位定向的可用性和精度的关键技术展开研究:1)在GNSS误差控制技术中,对卫星导航接收机两种主要的定位方式的精度优化展开研究。对基本观测量建模,并分析其误差特性。推导不同参数估计算法,并分析其性能。通过对误差模型和参数估计算法的分析结果,对伪距单点定位和载波相位差分定位分别提出了优化精度的算法。提出了一种GNSS系统间钟差辅助定位算法,设计了基于系统间钟差的伪距单点定位模型,推导了基于扩展Kalman滤波的参数估计算法,充分利用了GNSS系统间钟差比接收机钟差稳定的先验信息,提高了多系统单点定位的定位精度。提出了一种基于双差几何无关模型的载波相位质量控制算法,利用几何无关观测量中几何距离为零的特性,对误差进行建模并构造探测门限,探测双差载波相位中较大的多路径误差和粗差,提高载波相位相对定位的精度。2)在整周模糊度固定技术中,对现今常用的两大类整周模糊度固定算法展开研究。分析了不同算法的性能和优缺点,并对整数最小二乘和整数引导算法分别提出改进算法。提出了一种宽窄巷双频LAMBDA(Least-squares AMBiguity Decorrelation Ajustment)算法,利用宽巷和双频整周模糊度之间的关系约束搜索空间,通过宽巷、双频和窄巷整周模糊度之间的关系提升Ratio判断准确率,提高双频整数最小二乘法的整周模糊度固定成功率。提出了一种基于宽巷取整的自纠错整周模糊度固定算法,根据双频整周模糊度和宽巷整周模糊度的特有关系,构造探测量并估计探测门限,修复整周模糊度一周取整错误,解决整数引导法中宽巷整周模糊度固定率低的问题。3)在基线长度信息约束技术中,分析了基线长度约束的特点与不足,在辅助整周模糊度解算和提高基线参数估计的精度两个方向上分别提出改进算法。提出了一种双频长短基线整周模糊度固定算法,利用宽巷和双频误差带的约束,放宽长短基线法中对短基线长度苛刻的限制要求,解决测绘型天线的尺寸不满足长短基线法条件的问题。提出了一种基于历史基线长度的动态基线向量求解算法,设计了将历史基线长度信息与当前观测信息融合的计算模型,推导出最佳权值矩阵与理论增益,通过充分利用基线长度的历史信息,提高了基线长度固定环境中载波相位相对定位的精度。