由于近些年来低轨卫星的特殊用途及其地球科学研究的需要,低轨卫星被广泛应用于地球重力场恢复、高精度海洋大地水准面和遥感成像等领域,而低轨卫星精密轨道是上述应用的前提条件。自从LANDSAT-4卫星成功搭载GPS星载接收机后,星载GPS接收机便成为低轨卫星上最常用的定轨设备之一。我国在发展自主导航系统的同时,也在积极开展一系列低轨卫星实验,基于GPS导航卫星系统的低轨卫星精密定轨具有较强的现实意义。本文围绕低轨卫星精密定轨的理论、技术与方法进行分析研究,主要研究工作如下：1.回顾了低轨卫星定轨的测轨技术与定轨方法,着重介绍了CHAMP、GRACE和GOCE三个低轨重力卫星任务,并对三个任务中所使用的定轨方法和定轨精度进行了分析,确定了本文的研究重点。2.分析了星载GPS观测数据的质量情况,为数据预处理工作提供了依据。本文运用自动编辑算法对非差观测数据中的周跳和粗差进行探测、修复与标记,并在此基础上利用修复后的载波相位平滑伪距观测值。由于自动编辑算法对载波相位中周跳与粗差探测的稳定性不足,可借助于双差方式下COMBINED算法获得可靠的载波相位数据。3.介绍了GPS非差观测值约化动力学定轨过程中用到的卫星运动方程与观测方程,对卫星动力学模型和观测方程中的误差源进行了分析；给出了初始轨道参数的求取过程；重点介绍了Collocation数值轨道积分方法对运动方程与变分方程的积分过程,并验证了该方法的有效性。4.研究了约化动力学定轨的关键技术一伪随机脉冲,介绍了伪随机脉冲的定义及其数学模型；给出了低轨卫星约化动力学定轨的详细步骤；研究了消参数法和LU分解法两种参数估计理论,并对观测值权阵的选取作了分析。5.基于以上低轨卫星定轨理论与有效方法,对地球重力场对轨道积分的影响作了分析；对定轨中所采用的GPS卫星星历和钟差进行了讨论分析；研究了卫星依赖于高度角对观测值定权在定轨中的影响；最后对CHAMP卫星2008年DOY126至DOY129连续四天星载观测数据进行了处理,分别利用单点定位、动力学定轨和约化动力学定轨方法对CHAMP卫星进行轨道确定并对其定轨精度进行了统计评估。利用伪距单点定位能够达到米级甚至亚米级的定位精度,利用动力学定轨在RTN三个坐标分量上的残差中误差分别为0.172m、0.267m和0.131m,利用约化动力学定轨在RTN三个坐标分量上的残差中误差分别为0.078m、0.108m和0.072m。