随着空间技术的发展，对航天器的轨道精度要求越来越高。但对航天器的观测数据难免存在观测粗差，对原始观测数据进行预处理一般很难将粗差全部剔除；传统的粗差探测和定位有时不十分可靠。由于经典最小二乘法不具备抗御粗差的能力，粗差的存在会影响经典最小二乘法定轨精度。抗差估计通过选择适当的估计方法使参数估值尽可能减免粗差的影响，得到正常模式下的最佳估值，并具有很强的抗差性。虽然它已在许多领域得到广泛的应用，但将其应用于航天器精密定轨，还需进行理论、模型、算法和应用方面的研究。本文致力于抗差估计精密确定航天器轨道的研究。 建立了用于航天器精密轨道确定的抗差批处理模型及计算步骤；将Givens-Gentleman正交变换算法推广应用于抗差批处理，推演出适应于此算法的验后方差因子和参数协方差矩阵的表达式；讨论了抗差批处理的等价权函数的分解与计算问题，分析了Givens-Gentleman正交变换算法的数值稳定性。 在讨论经典的Kalman滤波、状态噪声补偿算法滤波、自适应滤波基础上，研究了M-LS抗差滤波、状态噪声补偿M-LS抗差滤波、状态噪声自适应M-LS抗差滤波、LS-M抗差滤波、M-M抗差滤波等定轨模型。在抗差滤波中提出了等价准协方差矩阵的概念， 等价权函数和等价准协方差矩阵的引入，使抗差批处理和抗差滤波在定轨方面的实际应用成为可能，这不但在形式上能保留已有的定轨模型和算法，而且还能保留已发展成熟的航天器定轨软件，加入等价权函数和等价准协方差矩阵的算法即可以实现抗差定轨。 研究了星载GPS实时定轨的有关问题，采用的观测数据为单频C/A码伪距及伪距率观测值，研究的内容包括GPS卫星广播星历的精度及其粗差、几何法定轨、动力法定轨、综合几何—动力法定轨。 采用了Lageos卫星实际的激光测距数据和半模拟半实测的星载GPS观测数据对本文研究的各种定轨方法进行了计算与比较，说明了抗差估计定轨的抗差性和优效性。 在应用性研究方面，讨论了对月球探测器的定轨问题。首先就探测器携载GPS接收机用于地月转移轨道近地段定轨的几个问题进行分析；然后论述了地面站对月球探测器轨道测控的观测方式的选取、地面站的分布、制导点的调整、定轨精度和可行性。其中提供的仿真数据和图例及其研究方法和结果可供月球探测实际工程参考。