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鉴于导航卫星自主导航在提高导航系统生存能力，缩短导航电文更新周期，弱化系统对地面站的依赖以及在线核检导航电文及时发布完好性信息等方面的重要意义，北斗导航系统设计了基于星间链路的分布式自主导航功能，每颗卫星可基于星间/星地双向伪距测量值独立地估计本星位置钟差，并生成导航电文。 目前，北斗导航系统已成功实现了星间链路，对前期的自主导航方案也进行了初步验证，并积累一定的在轨实测数据。通过分析实测数据中的各类误差，借鉴国内外自主导航和地面精密定轨的经验，自主导航算法还存在多处可优化的地方。为进一步提高导航卫星自主导航能力，本文对自主导航中的主要误差进行分析，并提出了几点优化策略，主要研究内容如下: (1)给出了地固系自主星历生成的总体方案，分析了在地固系中进行数据预处理的不同点，提出了以地固系位置速度为状态量的状态转移矩阵解析计算方法并对其计算误差和计算量进行了分析，证明了地固系自主定轨算法可进一步降低算法复杂度，且无需上注地球定向参数进行坐标转换。 (2)给出了扩展卡尔曼滤波自主定轨算法总体方案，详细推导了算法的滤波方程，并针对其中的轨道外推、状态转移矩阵计算、动力学模型简化进行了研究。从理论分析和仿真验证两方面，证明了扩展卡尔曼滤波自主定轨算法精度更高，并通过半物理仿真和在轨试验验证了其工程可行性。 (3)结合下行导航电文中钟差的物理意义和基于星间链路的自主导航算法原理给出了应用于自主导航的收发零值的物理意义。分析并仿真验证了零值误差对自主定轨和自主时间同步的影响。推导了不同星间链路拓扑下，基于事后精密轨道钟差进行收发零值标定的方法。提出了联合解算轨道钟差参数和收发零值和的自主导航算法。 (4)分析了各类光压摄动的机理，介绍了目前GPS卫星精密定轨中常用的几类经验型光压模型，推导了在地面进行光压参数标定的方法。为实现光压参数在轨标定，提出了联合解算轨道参数和标准光压模型参数的自主定轨算法，明显提高了自主定轨精度。 (5)综合本文提出的三方面优化策略，提出了联合解算收发零值和、光压参数与轨道参数的EKF自主定轨算法，消除了主要的动力学模型误差和测量误差，明显提高了自主定轨精度。