北斗卫星导航定位系统自2012年正式提供区域服务以来连续稳定运行,在亚太地区的服务性能已满足设计指标要求。随着北斗系统建设工作的进一步开展,系统服务性能也逐步实现了稳中有升,同时,围绕着北斗在位置、导航和授时领域的应用,尤其是在高精度领域的应用也越来越广泛,而高精度的卫星信号测距信息是实现高性能定位的前提之一。影响导航卫星信号测距精度的因素除了包括GNSS信号中常见几类误差源,如卫星钟差、电离层、对流层等,近年来,国内外学者针对GPS系统码观测值中存在的与卫星、接收机、信号频率以及信号入射方向等相关的一类尚未模型化的误差,也即群延迟变化(Group Delay Variations,GDV)进行了广泛而深入的研究,上述研究可以削弱GPS码观测值中的趋势项变化,提高单频PPP高程方向上的定位精度,在GNSS电离层TEC和硬件延迟DCB的估计中不可忽略。然而,针对北斗码观测值中是否存在类似GDV影响,国内外学者的研究主要围绕北斗星内多路径误差展开,并未系统的对北斗GDV进行研究和分析,因此,研究北斗GDV相关特性并建立相关修正模型对提高BDS系统服务性能具有重要意义与实际应用价值。针对北斗系统中存在的GDV,本文重点研究和分析了影响北斗GDV的主要因素,建立并验证了北斗GDV模型。具体研究工作及贡献如下:系统地介绍了提取北斗GDV的基本理论和方法,使用地面站实测数据验证了北斗系统中GDV的存在,并从卫星端和接收机端详细分析了影响GDV的主要因素:在卫星端,不同卫星、不同频率GDV随卫星信号天底角的变化而变化;在接收机端,GDV受卫星信号高度角和方位角的影响,不同接收机类型和天线类型间存在差异,此外,发现部分测站GDV与环境温度相关。针对卫星端与接收机端GDV无法分离单独建模的问题,提出了“两步法”的建模思路。基于地面测站观测数据,对不同接收机和天线类型分类组合,使用球谐函数建立了四组北斗单星GDV模型,其中,对部分接收机端GDV与温度强相关的现象,单独设计与温度相关的三阶多项式模型用于GDV建模。验证和比较了 GDV模型修正前后的效果,使用多组测站计算MP序列、M-W序列以及基于双频伪距解算的TEC序列,比较GDV模型修正前后效果,并和Wanninger提出的北斗星内多路径误差改正模型效果进行对比,结果表明北斗GDV模型可以消除上述序列中的系统性偏差,解决了北斗星内多路径误差改正模型在部分站-星对修正后依然存在趋势项的问题;利用一周观测数据,将北斗GDV模型应用于精密单点定位,结果显示,在95%置信水平下,单频PPP水平方向定位精度提高约7.3%,高程方向定位精度提高约25.3%,相比已有北斗星内多路径模型,水平方向定位精度相当,高程方向定位精度提高约12.6%;双频PPP水平方向和高程方向定位精度收敛到2个分米以内的时间分别缩短约28.7%和37.7%,而相比已有北斗星内多路径模型,水平方向收敛速度相当,高程方向收敛速度提高约18.6%。实验结果表明,应用北斗GDV模型修正后,单频PPP定位精度和双频PPP收敛速度得到了提升。