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2020年7月31日,中国正式对外宣布北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3)建成并开通,标志着北斗“三步走”发展战略圆满完成。对于北斗系统而言,BDS-2与BDS-3联合(BDS-2/3)可以充分利用北斗卫星资源,增强北斗系统位置服务能力。作为北斗系统的主要定位手段之一,精密单点定位(PPP)可获取单站高精度绝对坐标,具有作业简单、成本低、不受地域限制等优势,拥有广阔的应用前景。当前,采用重叠频率时接收机硬件因素对BDS-2和BDS-3一致性的影响尚不明确,要想充分发挥BDS-2与BDS-3联合PPP(BDS-2/3 PPP)的优势,仍有一些工作有待完善:BDS-2/3 PPP观测模型是否需要引入系统间偏差(ISB)有待确认;BDS-2与BDS-3的接收机端硬件延迟一致性尚不清晰,二者能否被视为同一系统估计PPP模糊度固定所需的小数周偏差(FCB)产品有待研究。针对上述问题,本文主要从如下几个方面深入研究BDS-2/3 PPP技术:基于MGEX网观测数据,详细分析采用重叠频率时BDS-2与BDS-3间ISB参数特性及其对BDS-2/3 PPP浮点解影响,进而确认BDS-2/3 PPP观测模型是否需要引入ISB参数;研究采用重叠频率时BDS-2与BDS-3的接收机端FCB差异,并详细分析其对BDS-2与BDS-3联合FCB估计的影响,确认二者能否被视为同一系统进行FCB联合估计;提出适用于BDS-2与BDS-3的高精度FCB联合估计方法,为实现BDS-2与BDS-3联合PPP模糊度固定提供可靠的数据产品。本文主要研究内容和成果如下:(1)详细分析了当前BDS-2/3星座的全球覆盖性,评估了不同地理区域BDS-2/3 PPP浮点解性能。结果表明:当前BDS-2/3星座在亚太区域的可见卫星数目、PDOP值等指标优于GPS星座,在其他区域已与GPS星座相当;在亚太区域内,静态、动态BDS-2/3 PPP在东,北和高分量上的平均收敛时间分别为(30.4,15.6,23.1)min,(27.1,11.4,17.3)min,相较于BDS-2 PPP结果的改善百分比分别为(42.4%,57.4%,48.2%),(47.7%,59.3%,52.2%);但美洲区域的BDS-2/3 PPP性能明显弱于其他区域,尤其是动态PPP,这主要是因为当前接收机硬件对BDS-3卫星支持有限,使得该区域的可见卫星数较少,卫星空间几何构型变化较大。(2)确认了采用重叠频率进行BDS-2与BDS-3联合PPP解算时二者间存在ISB参数,并详细研究了该参数的特性、估计策略及存在原因。结果表明:该参数在一天内非常稳定,可被视为常量;该参数由BDS-2与BDS-3的IGS精密卫星钟差基准差异、BDS-2与BDS-3的接收机端伪距硬件差异构成,原因是:当前BDS-2和BDS-3的IGS精密卫星钟差基准不同;接收机硬件导致BDS-2与BDS-3的伪距硬件延迟不一致。(3)定量分析了ISB参数对BDS-2与BDS-3联合PPP浮点解的影响,并探究了ISB参数对BDS-2/3 PPP观测模型的影响机理,确认需要引入该参数。结果表明:引入ISB参数有助于加快BDS-2/3 PPP的收敛速度,尤其是动态PPP;若BDS-2/3 PPP观测模型中不引入ISB参数,该部分误差将几乎完全进入BDS-2和BDS-3的伪距观测方程残差,影响伪距观测方程精度,但其不会影响相位观测方程精度。(4)通过对比实验,验证了采用重叠频率时接收机硬件会导致BDS-2与BDS-3的接收机端FCB产生差异,并详细分析了该FCB差异对二者联合FCB估计的影响;提出了顾及BDS-2与BDS-3接收机端FCB差异的FCB整体估计法,并通过实验证实了该方法的有效性及潜在优势。结果表明:BDS-2与BDS-3不能被视为同一系统进行FCB估计;FCB整体估计法可较好地顾及BDS-2与BDS-3接收机端FCB差异的影响,实现二者联合FCB高精度估计;其产品可实现BDS-2与BDS-3卫星间PPP模糊度固定,有助于在较少可见卫星情况下提高BDS-2/3 PPP固定解性能。采用2020年第100天至第120天的观测数据,检验了FCB整体估计法所得的FCB产品质量,结果表明:相对于BDS-2/3 PPP浮点解,利用该FCB产品所获取的BDS-2/3 PPP模糊度固定解,静态模式下在东,北和高方向的收敛速度可以提高38.9%,15.5%和19.0%,对应的1小时解坐标偏差RMS值将从(2.6,1.1,3.4)cm缩小至(1.2,0.6,2.5)cm;动态模式下在东,北和高方向的收敛速度则可以提高37.8%,2.8%和10.3%。(5)详细分析了采用重叠频率时接收机硬件因素导致的BDS-2与BDS-3FCB差异与接收机类型的关系。结果表明:该FCB差异与接收机类型密切相关。采用相同类型接收机的测站具有相近的BDS-2与BDS-3接收机端FCB差异值,可被精确标定;但对于不同类型接收机,BDS-2与BDS-3接收机端FCB差异值可能有较大不同。(6)研究了BDS-3与GPS,BDS-3与GALILEO间ISB参数的最佳估计策略;量化评估了BDS-2/3的引入对GPS/GALILEO单系统、GPS+GALILEO双系统PPP固定解在收敛时间、首次固定时间、坐标精度、历元固定率方面的改善。结果表明:BDS-2/3观测值的引入对单系统/双系统的PPP收敛时间、首次固定时间等性能的改善具有重要意义。以GPS+GALILEO双系统为例,引入BDS-2/3构成三系统后,其静态和动态PPP固定解的三维收敛时间将从约12min,约11min分别缩短至约9min,约6min,改善幅度分别超过20%和40%;静态和动态PPP的首次固定时间将分别缩短23.9%,35.3%;10min静态PPP的坐标偏差RMS值将从(4.5,1.7,5.6)cm缩小至(3.0,1.1,4.6)cm。