随着世界范围内各领域活动的日益紧密，人类已经越来越依赖全球导航卫星系统（GNSS）所提供的精准定位、导航与授时（PNT）服务。无线电导航业务（RNSS）的使用方便简易，成本低廉，决定了相关产业的飞速增长，目前其应用领域已经涵盖精密测绘、车辆导航、网络时间同步和气象研究等诸多方面。而在实际运行中，全球导航卫星系统的三大基本组成部分——空间段、地面监测/控制段和用户段都有可能遭受不同类型的故障，这些故障或外部影响造成的信号失效会给各类应用带来一系列后果。空间段处于卫星导航系统的最顶层，对最终用户信号接收质量起先决作用。换言之，无论地面段和用户端的信号质量监测如何完善，空间段的故障一定会被带入用户接收机中。为缓解全球导航卫星系统的空间段脆弱性问题，同时保障星座的自主导航能力，本文提出了一种利用星间链路伪距测量值进行星座自主完好性监测和星历增强的技术。该技术是用于在GNSS卫星之间进行自主完好性监测与警告的一种机制，它能够实时监测卫星各重要参数，将星间链路测距值、导航电文正确性、卫星工作状态等参数纳入到脆弱性监测环节中来，在系统控制段和用户段之前发挥监测作用，保障系统运行与定位性能。在863课题“GNSS脆弱性分析及信号传输环境研究”的支持和带动下，本文主要研究内容体现在四个方面：首先分析了星间链路的使用现状、结构功能、设备载荷、发射天线波束类型、约束条件、频段选择、通信机制和激光链路的发展应用，在我国北斗系统星间链路尚未确定具体参数的情况下给出一些建议。其次利用卫星工具箱（STK）模拟GNSS各星座的空间运行场景，探索星间链路拓扑网络中的问题，通过链路传播距离的仿真结果进行最小链路功率预算。然后设定卫星自主完好性监测（SAIM）算法的假设条件，描述对卫星之间双向伪距观测量的线性组合进行解耦从而分离卫星轨道误差和卫星时钟误差的基本原理，进一步将卫星轨道估计误差与理论推导得到的监测门限进行比较，从而判断出完好性监测状态。最后介绍了基于星间链路通信与测距功能的自主导航技术，并利用实际的GPS广播星历、精密星历、模拟数据结合轨道预报算法，对星历修正的效果进行了仿真实验，验证了星历自主修正在自主导航技术中的作用。