全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)时间传递技术以其低成本、高精度、广覆盖范围等特点, 广泛应用到高精度时频领域。传统卫星共视技术利用全球卫星导航时间比对标准(Common GNSS Generic Time Transfer Standard, CGGTTS)共视文件实现事后高精度时间传递, 很难实现实时时间传递。为满足数字换流站、电力物联网、移动通信等对实时、高精度时间传递的需求, 研究了基于北斗三号全球卫星导航定位系统(BDS-3)伪距观测数据的实时卫星共视技术, 开展了短基线和西安-三亚长基线北斗实时卫星共视时间传递实验来评估实时共视时间传递性能。实验结果表明北斗实时卫星共视时间传递精度优于1 ns, 可为时频系统、数字换流站等应用领域提供纳秒级时间同步和纳秒级时间溯源服务。

提出并实验验证了一种基于硅基片上光路由的大规模光载一体化接收机多天线全球导航卫星信号（GNSS）差分定位系统。该系统基于光载无线（RoF）分布式天线架构实现远端多点GNSS信号采集，并利用低损耗、大带宽、抗电磁干扰的RoF传输链路实现远端采集GNSS信号的本地端集中式接收。在本地端处，利用互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容的高速硅基光开关芯片实现不同监测节点光载GNSS信号的定时切换与差分解算，构建基于片上光路由的时分复用型一体化接收机多天线GNSS定位系统。在实验中，利用自主研制的1×8马赫-曾德尔干涉型热光硅基光开关芯片构建了具有5个远端监测节点的多天线GNSS定位实验系统，GNSS信号的RoF传输距离为10 km。实验结果表明，该光开关芯片模块的实时响应时间小于200 μs，可在无需额外光放大的条件下稳定支撑10 km外5个远端监测节点的高精度定位，其在东（E）、北（N）、高（U）方向的定位精度均达到毫米量级。

提出一种激光雷达SLAM(simultaneous localization and mapping)位姿优化算法。该算法基于图优化算法理论并融合GNSS (global navigation satellite system)数据,在位姿图中加入卫星定位节点,可以有效将无回环时轨迹误差控制在GNSS定位误差范围内,有长时性回环时可以准确定位回环检测点,从而达到提高激光雷达SLAM位姿全局一致性的效果。在室外刚性特性较好的城市环境和刚性特性较差的非城市环境下进行测试,从结果可以看出:所提算法将在无回环300 m距离直线建图情况以及在360 m以上距离一次、二次回环情况下的轨迹偏差分别控制在1 m左右、0.2 m以内以及0.1 m左右,这充分证明了所提算法的有效性。

结合我国北斗全球卫星导航系统BDS的建设需求，对现阶段北斗区域服务系统BD2和未来BDS以及多星座GNSS组合的定位性能进行分析是十分必要的。针对BD2，通过仿真和实测数据两种方法分别对BD2，GPS/BD2和GPS/BD2/GLONASS进行了分析，分析结果表明BD2完全满足北斗公开服务性能规范中的定位性能要求，而且随着星座数的增加，定位性能逐渐增强，加入GLONASS后对高纬度区域定位性能的改善尤为明显。针对BDS，主要通过仿真的方法，对BDS和未来四大全球导航系统组合进行了分析，分析结果表明,未来BDS仍然对亚太地区的定位性能有明显的增强效果，而且未来BDS在其他地区的位置精度因子（PDOP）平均值也达到1.2~1.6，此外，未来四大导航系统组合对极区的定位性能改善较为明显。

Locata定位技术是全球导航卫星系统（GNSS）不可见或不能满足定位需求情况下的定位替代技术。到目前为止的许多研究已经证明,Locata定位技术利用载波相位测量可以提供厘米甚至亚厘米级的定位精度。现在的Locata系统中，其浮点载波相位整周模糊度是在已知精确坐标的位置上采用静态初始化方法得到的。但是在许多实际情况下，Locata的载波相位整周模糊度需要在线解算,在线解算Locata的载波相位整周模糊度过程中，面对观测方程法方程奇异等问题，采用了一种基于Tikhonov正则化原理和LAMBDA搜索方法的在线解算算法。仿真分析表明这种方法可以正确得到Locata的载波整周模糊度解。

针对GNSS中频信号数据量大、传统数据采集卡成本高昂的问题，设计了Linux操作系统下基于USB2.0串行总线和FPGA的GNSS中频数据采集系统，完成了相应的软硬件设计。利用状态机控制CY7C68013A各端点缓存的读写状态，完成高速数据传输功能，通过FPGA缓存中频数据有效提高系统数据传输带宽。编制了Linux下完整的GNSS软件接收机，实现了基于QT的接收机用户界面软件和Qwt插件的数据图形化显示窗口。测试结果表明：数据采集系统的传输速率可达200 Mbit/s以上，在降低成本的同时有效解决了大量数据的传输问题,软件接收机满足定位精度要求，具有良好的灵活性和适应性，而且易于扩展和升级算法。

介绍了自适应波束形成技术的基本原理, 对具体算法进行了数学推导。根据波束形成技术的特点, 提出一种将其应用于GNSS抗干扰系统的解决方案。以七阵元均匀圆阵为例, 推导出期望信号的阵列响应公式, 给出接收信号协方差矩阵的求解方法, 从而为将自适应波束形成技术应用于GNSS抗干扰系统铺平了道路。仿真显示利用该方法能够在卫星信号来向保持一定增益的同时, 在干扰来向形成深度零陷, 从而达到较好的GNSS抗干扰效果。

航空用户对卫星导航系统完好性指标的要求极高, 依据GNSS组合系统提升完好性水平的思想, 提出一种使用保护门限作为多星座组合系统航空用户完好性监测指标的算法。该算法将不同星座、不同完好性监测方式紧密结合, 使航空用户的完好性水平大幅提高。仿真结果表明, GPS/Galileo/北斗组合系统能够为全球范围内的低空飞行、极区导航提供安全保障, 证明了该算法的有效性与可行性。

交替二进制偏移载波(AltBOC)调制信号的自相关函数具有多峰性，导致全球导航卫星系统(GNSS)接收机同步阶段容易产生误捕和模糊跟踪。针对此问题，首先建立了AltBOC信号的模型，并在此基础上提出了一种基于合成相关函数的AltBOC(15,10)信号无模糊跟踪方法。该方法通过设计两路本地辅助信号的波形，与接收AltBOC信号进行相关运算，构造出无边峰的合成相关函数，实现无模糊跟踪。理论分析与仿真结果表明，该方法能够完全消除AltBOC信号自相关函数边峰，保持了主峰的宽度，有效地提高了码跟踪的可靠性，同时具有较好的多径抑制能力。