载波相位整周模糊度的快速有效固定是实现GNSS精密定位的首要基础,也是多年来GNSS研究领域的热点和难点。模糊度解算需要将模糊度从实数解恢复为整数解,只有模糊度固定后的载波相位观测值才能被用作毫米级的距离信号来参与导航定位,这对于卫星精密定位数据处理及应用而言十分关键。随着各大导航卫星系统的现代化建设和GNSS服务的推广,用户对GNSS定位结果的精确性、可靠性及实用性的要求也越来越高。GNSS多系统多频技术的发展同时带来了模糊度维数和解算精度的变化,现有的模糊度解算方法在高维情形下存在着效率和稳定性不高等问题。鉴于此,本文围绕卫星精密定位中模糊度初始空间设置、模糊度格基规约、模糊度搜索以及模糊度解算相关应用的软件开发研制等方面展开研究,同时还对受电离层延迟变化影响的载波相位平滑伪距算法进行了研究。论文主要研究内容和成果如下:1.在GNSS定位模型及误差源分析方面。介绍了GNSS观测值的数学模型,分析了观测模型所受的误差源影响。针对传统单频载波相位平滑伪距算法精度不高的问题,提出了一种自模型化电离层延迟变化的单频载波相位平滑伪距算法。利用伪距和载波观测量中含有的电离层延迟信息进行电离层延迟建模,从平滑伪距中扣除了历元间电离层延迟变化值,有效避免了平滑伪距的发散问题。分别采用静态和动态实测数据进行实验分析,结果表明该算法在进行逐历元单频平滑伪距单点定位时,静态、动态的NEU方向都达到了亚分米级的精度。2.在模糊度初始空间设置方面。介绍了模糊度解算的基本过程和混合整数模型转换为整数模型的推导方式,分析了LAMBDA方法搜索空间的特点,分别对基于目标函数和基于椭球容积的两类空间设置方法进行详细分析和对比,评价了这些经典方法的优缺点。在此基础上,定义了一种新的搜索空间影响因子,用来综合反映模糊度维数、条件估值分量取整以及条件方差量级的影响,并结合基于目标函数的分层取整法给出了确定模糊度搜索空间的修正公式。通过模拟和实测数据进行实验,结果表明改进的空间设置法能够合理分离出初始搜索空间的冗余整数解,以期望值要求为准有效减少了实际模糊度候选向量的个数,从而更有利于整周模糊度的快速搜索固定。3.在模糊度的格基规约方面。引入了格理论的基本概念,设计并明确了格论下模糊度估计的基本步骤。阐述了LAMBDA降相关和LLL规约两种整数变换的详细过程,对格基规约辅助模糊度解算时的性能特点进行分析,指出模糊度搜索效率本质上取决于基向量交换,长度规约的目的是为了促使的基向量交换更加充分彻底。分析了模糊度解算中维数和精度对规约与搜索过程的影响,指出高维模糊度解算效率受格基规约影响更显著,同时设计了正交基向量长度排列曲线的平滑度作为衡量基向量整体排序效果的性能指标。在此基础上,引入延后尺度规约、部分尺度规约和最小列旋转QR分解技术,按照合理的组合分别提出了最小列旋转排序的整体规约算法（WMLLL）和最小列旋转排序的延后部分规约算法（DPLLL）,并通过实验分析验证其有效性。4.在模糊度搜索算法方面。分析了直接取整、整数序贯取整和整数最小二乘这三类模糊度估计方法的特性。介绍了基于深度优先模式的FP、VB和SE-VB三种搜索策略及相应算法,利用实测数据比较了几种深度优先搜索算法的性能,验证了SE-VB策略具有最高的搜索效率。在介绍基于广度优先模式的K-best算法的基础上,分析了k值的不同选取对估计解的影响,指出k值的增大对于K-best算法实际获得的全局最优效果而言没有必然联系。最后针对SE-VB策略下MLAMBDA算法存在冗余计算的问题,对其模糊度条件估值的计算方式进行合理改进,并通过模拟和实测数据分析验证了改进后搜索算法的高效性。5.在模糊度解算相关应用的软件开发与研制方面。结合本文前述理论与方法,基于GNSSer平台进一步开发实现了模糊度解算相关定位应用功能。介绍了软件基本功能模块和技术特点,软件设计基于并行网络环境,具备地图可视化功能,支持多核多节点资源下的快速并行计算,可提供多系统非差和双差模型的精密定位解算服务。分别以四大GNSS系统下非差解算和GPS双差解算为例对软件的高精度定位功能进行详细分析。最后通过某高铁工程GNSS控制网应用和我国的陆态网工程应用分析验证了软件双差模式下定位结果的可靠性、实用性和高效性。