全球导航卫星系统（GNSS）的高精度应用精密单点定位,电离层遥感建模和精密授时等都受到GNSS偏差的严重影响。GNSS偏差是由卫星硬件和接收机硬件的物理缺陷和不确定延迟等造成的不因信号传输而改变的固定误差,这些偏差会对GNSS高精度应用的精度和实时性产生不同程度的影响。现有GNSS偏差的研究大都从接收机输出的载波相位和伪距观测量入手,将接收机偏差视为整体,从观测量角度对GNSS卫星和接收机偏差进行分析、估计和分离,而GNSS接收机各信号处理过程产生偏差的具体原因和特点还没有充分有效的研究,应用单接收机进行偏差估计的方法十分有限。为明晰接收机偏差源,提高GNSS偏差估计的精度和实时性,本文围绕单接收机展开GNSS偏差分析和估计方法研究,探讨GNSS接收机引入载波相位和伪距偏差的原因;应用相关间距可配置的软件接收机,研究接收机射频和相关间距引入的偏差;分析相关间距对GNSS单频定位的影响;提出单接收机单频差分算法,提出单接收机相位小数周偏差和差分码偏差估计算法;并通过实验开展有效性验证工作。主要研究内容概括如下:（1）GNSS接收机偏差源分析针对接收机内偏差源量化分析不足的问题,分别从模拟信号处理和数字信号处理两个方向入手,分析和估计信号处理引入的偏差。利用间距可配置软件接收机处理信号模拟器、天线和两个双通道射频前端采集的中频数据,获取不同信号处理过程的伪距和载波相位测量值。估计和分析射频前端晶振,射频芯片,模数转换器和相关间距对于同一频率伪距和载波相位偏差的影响,量化接收机信号处理引入的偏差。实验结果显示接收机信号处理各单元引入的偏差都具有不同特点,相关间距引入的伪距和载波相位偏差具有明显的卫星差异性。这些偏差在应用多接收机数据进行偏差估计时不能直接的简单选择忽略或囊括在某一项偏差之中。（2）间距间偏差对单频定位的影响分析针对接收机间距间偏差没有得到有效利用的问题,为了应用间距间偏差提高单频定位精度,分析由卫星决定的相关间距间偏差对于单频定位的影响,提出基于不同相关间距的单频单接收机伪距差分算法和载波相位差分算法。间距间差分算法能够减少单频差分定位算法需要的接收机数目,同时不需要额外的数据传输设备,能够有效地降低差分定位成本,提高单频信号利用效率。实验结果表明,提出的单接收机单频间距间伪距和载波相位差分算法都能够有效的提升相对定位精度。（3）单接收机GNSS相位小数周偏差估计方法针对相位小数周偏差估计需要使用接收机网络观测数据、实时性差的问题,提出单接收机多相关间距相位小数周偏差估计算法。该方法基于不同相关间距跟踪到的相互独立的伪距和载波相位观测量,利用相关间距可配置的接收机,提高单接收机单颗卫星的观测值数量,实现单接收机模拟多参考站分布,进而估计出卫星相位小数周偏差,提高相位小数周偏差估计的实时性。实验结果显示,多间距相位小数周偏差估计算法估计出卫星的宽巷和窄巷相位小数周偏差可以用于整周模糊度的固定。（4）多相关间距GNSS差分码偏差估计方法针对差分码偏差估计需要数据量大、实时性较低的问题,提出单接收机多相关间距差分码偏差估计算法。基于相互独立的不同相关间距伪距和载波相位观测量,分析单接收机间距变化对多接收机差分码偏差估计的影响,利用相关间距观测量提高单接收机电离层穿刺点分布计算精度,实现基于单接收机的卫星差分码偏差估计。实验结果表明,多相关间距差分码偏差估计算法得到的卫星差分码偏差能够达到与多接收机估计算法相近的精度。