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现代空间观测技术信号传播过程中总会受到天电和内部热噪声等其他方面的干扰,造成传播过程中信号夹杂着随机噪声。针对观测噪声,本文提出了一种差分估计方法,并以GPS/BDS/DORIS和SLR四种空间测量技术的观测值作为试验数据,探讨了该方法的适用条件,并研究了各系统的观测值精度与高度角之间的趋势关系。论文的主要研究内容和研究成果如下所示:(1)理论基础部分:对GPS/BDS/DORIS和SLR系统的组成、特点进行了分析,并相应地介绍了观测方程,以及信号传播过程中的主要误差源与相应的改正方法,并结合实际SLR观测数据绘制了主要误差的改正序列。然后详细介绍了观测噪声的分类和各类噪声的协方差矩阵,引入卫星高度角、信噪比和信号强度噪声表征量,在此基础上,列举了基于卫星高度角、信噪比和信号强度的随机模型及优缺点。(2)提出一种观测噪声的差分估计方法,包含相关差分算子、半相关差分算子和独立差分算子。随后分析了三种差分算子对原始序列采样率的要求、系统误差的敏感性以及观测噪声的估计。重点分析了在利用差分算子噪声估计的过程中,原序列的相关性对其估计结果的影响作用。(3)选取GPS/BDS/DORIS系统的载波观测数据(电离层平稳与异常两种情况)作为试验数据,经过一定的预处理,选取三阶差分算子,利用差分方法估计相位观测噪声,分析了北斗B1、GPS系统L1以及DORIS系统L1频率上相位观测值与卫星高度角的关系,并利用或然误差法和标准差法统计了观测噪声趋于稳定后的中误差。结果表明,其观测值精度与卫星高度角之间有明显相关性。比较电离层平稳与异常时的估计结果,表明电离层异常时或然误差法统计的中误差结果更可信,同时电离层因素对差分估计方法影响较大,应慎重考虑。(4)选取SLR系统的观测数据(电离层平稳与异常两种情况)作为试验数据,统计卫星与测站之间距离的理论值与观测值之间的残差,选取三阶差分算子,利用差分估计方法估计距离观测值中误差。将中误差与高度角通过历元匹配,利用或然误差法和标准差法统计了距离观测值中误差。结果表明:SLR的观测精度与高度角无明显相关,且在电离层平稳和异常时两种方法统计的观测值精度相当,并无显著差别,说明SLR观测过程中不受电离层的影响,与其原理相符合。