经过几十年的发展，GPS已经被广泛的应用在很多领域，例如海陆空的导航、近地卫星的定轨、静态与动态定位、航行状态监测和大地测量等等。GPS已经成为日常生活、工业领域、科研和教育等的不可或缺的一部分。而仅利用单频数据的定位解算软件对接收机的要求比双频的要低，进而可以降低接收机的成本。本文针对单频GPS观测数据，研究了定位解算的算法，并开发了载波相位差分数据处理软件。论文首先研究了GPS观测量和误差影响以及坐标与时间系统。伪距是对卫星与接收机天线之间距离的测量值，载波相位观测量是在接收时刻所测得的卫星信号与接收机自主产生的相位值之间的相关量，多普勒观测值是一个独立的观测量，也是对距离的瞬时变化率的一种测量。观测误差主要研究了电离层效应和多路径效应。其中电离层误差可以通过电离层改正模型消除，而多路径效应可以通过在测量时把天线置于远离地面的位置而消除。其次，从GPS精密定位的数学模型以及整周模糊度的解算方法出发，研究了GPS精密定位的关键技术。数学模型分为函数模型和随机模型。函数模型重点研究了双差模式，双差模式已经消除了包括卫星钟差、接收机钟差，电离层延迟和对流层延迟在内的大部分观测误差。整周模糊度的解算方法方面分析了基于整数最小二乘原理的LAMBDA方法，它是整数最小二乘方法的一个发展。同时，为了更好地理解LAMBDA方法，文章还深入地剖析了LAMBDA方法的基本结构，其中重点研究了序贯条件最小二乘模糊度技术。由于在双差模式下短观测时段的GPS模糊度具有很强的相关性，如果直接应用整数最小二乘方法或LAMBDA方法将得不到正确的模糊度整数解，因此必须事先对原始的双差模糊度进行降相关的可容许整数变换。降相关的可容许整数变换方法研究了二维和多维整数变换方法。对于GPS精密定位中的周跳问题，分析了电离层残差法、小波变换法和Kalman滤波法探测修复周跳的原理，用实测数据对几种方法的效果进行了比较分析。对于电离层残差法，即使正确探测到周跳的发生也并不能确定具体发生在哪个频率。小波变换法中存在的问题是即使探测到特定频率中存在周跳，也并不能精确给出发生周跳值的大小。而Kalman滤波法可以做到有效地检验、探测和修复周跳。并从工程实用性出发确定Kalman滤波法为较佳算法。最后设计开发了载波相位差分数据处理软件，并对实际数据的解算结果进行分析，给出分析结论。