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我国北斗全球卫星导航系统正在加速建设,它不仅服务于国防建设、经济发展,以及地球科学等领域的研究,更与我们的日常生活息息相关。北斗产品及服务需要一个统一的、高精度的空间基准,目前北斗区域系统采用的空间基准是2000中国大地坐标系(China Geodetic Coordinate System 2000,CGCS2000)。从长远来看,CGCS2000并不适合服务于北斗全球系统,这就迫切的需要为北斗全球系统配套建立一个全球性参考框架(本论文中称为“北斗参考框架”)。本论文围绕北斗参考框架的建立展开理论与实验研究,论文的主要工作及结论总结如下:1.阐述了地球参考系统的定义,地球参考框架实现的基本方法,并就参考框架的基准定义进行了展开,介绍了最新的国际地球参考框架(International Terrestrial Reference Frame,ITRF)ITRF2014的实现及其改进,为研究北斗参考框架的建立奠定理论基础。2.归纳总结了卫星导航定位涉及的参考框架,详细介绍了四大全球卫星导航系统目前采用的坐标基准即1984世界大地坐标系(World Geodetic System 1984,WGS 84)、PZ-90(Parametry Zemli 1990,PZ-90)坐标系、伽利略地球参考框架(Galileo Terrestrial Reference Frame,GTRF)、CGCS2000的定义及实现,并据此归纳了GNSS参考框架的特点,阐述了在地球参考框架相关理论体系的基础上,定制GNSS参考框架的方法,为北斗参考框架的建立提供参考。3.论证了建立北斗参考框架的必要性。经分析指出,北斗参考框架应采用国际地球参考系统(International Terrestrial Reference System,ITRS)的定义,并与最新的ITRF保持一致。论证了在境外增设北斗系统地面监测站的必要性,并通过监测网对北斗卫星的覆盖性能分析,建议在境外11处选定区域建设北斗系统地面监测站。利用“陆态网络”基准站和IGS站模拟目前已有的和建议增设的北斗系统监测站,采用不同的方案对北斗参考框架的实现进行了实验,以探究相关的数据处理细节,并得到如下结论:选取大致均匀分布全球的34个IGS核心站参与解算,能达到较好的效果;在平差时加入全球H文件可能会降低解算精度;利用2011-2015年每年11月的观测数据对北斗参考框架进行了实现,及解算了16个模拟北斗系统监测站在2014.0历元的坐标和速度,其E、N、U方向的坐标和速度分量误差分别为0.30 cm、0.26cm、1.12 cm和0.27 cm/a、0.22 cm/a、0.49 cm/a。4.求解了北斗参考框架与ITRF2008之间的转换参数,并据此分析了二者原点、尺度及定向的差异。利用两种方法实现北斗参考框架与CGCS2000之间的转换:(1)利用二者与ITRF2008、ITRF97之间的关系以及IERS提供的ITRF框架间的转换参数间接实现转换;(2)通过公共点的两套坐标求解转换参数,对比两种方法的坐标转换效果后,建议采用第二种方法。采用方法(2)求解了北斗参考框架与WGS 84之间的转换参数,并阐述了北斗参考框架与PZ-90、GTRF之间的转换方法。