在低轨卫星上搭载导航载荷,为北斗系统提供有效的备份及辅助性能提升手段,是近年来卫星导航领域专家学者探讨的热点问题.针对全球卫星导航系统信号在恶劣电磁环境下的受扰问题,提出了一种利用单颗低轨卫星实现北斗备份和辅助的方法.北斗备份是指通过单颗低轨星独立为地面用户提供导航服务.北斗辅助是指利用单颗低轨星信号及信息,为地面用户提供北斗辅助信息,增强地面用户的北斗服务性能.低轨星上的导航服务载荷播发信号融合了备份与辅助两种功能.基于该方法设计了北斗备份与辅助一体化载荷和接收终端,并开展了在轨测试验证.在北斗备份模式下,单颗低轨卫星独立定位精度可达703.58m,首次定位时间小于295s;在北斗辅助模式下,低轨北斗备份与辅助一体化终端可实现灵敏度提升12dB,定位精度优于50m.在轨实测验证结果表明,该方法能够为北斗系统提供精度降级的备份与辅助,提升了导航服务在恶劣电磁环境下的可用性,利用单颗低轨卫星辅助北斗可提升12dB抗干扰能力,具有较好的应用前景.