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在天文学与地球科学的各个研究领域，由某一类天体构成的参考架是我们描述目标的运动、位置和姿态等参数的基础。随着脉冲星导航和脉冲星时等研究的开展，自然需要建立由脉冲星构成的天球参考架，并相应的提出定义、概念和规范等。这类由脉冲星构成的天球参考架称之为脉冲星时空参考架，是指由一组具有高精度计时观测的毫秒脉冲星组成的天球参考架，高精度且准确的脉冲星天体测量参数将能够提供空间参考，自转参数将确定时间参考系统，是一个类似于GNSS星座的四维天球参考架。 脉冲星天体测量参数和自转参数主要通过脉冲星计时观测获取。脉冲星计时观测发展于上世纪80年代，通过测量脉冲的到达时刻能够反映脉冲星的位置、运动和自转等，是获取脉冲星参数最主要的手段。对该技术的解析将是获取高精度脉冲星参数的关键，也是建立脉冲星时空参考架的关键。本文以毫秒脉冲星为研究目标，通过对脉冲星计时观测技术的解析，对脉冲星时空参考架的建立理论及其相关内容开展了研究，主要内容如下: 对脉冲星计时观测技术进行了详细的解析，其目的在于分析观测效应对脉冲星参数的影响，并进一步地提出了建立脉冲星时空参考架的理论。脉冲星时空参考架由一组高精度的脉冲星参数确定，这组高精度的参数是一组毫秒脉冲星在同一时段内作计时观测，采用相同的行星历表和一致的物理模型处理计时观测数据而获取的。这样将能够保证这组脉冲星参数参考于同一参考点，给出统一的脉冲星时空参考架。进一步地，我们分析了几何因素对脉冲星自转参数的影响，得出大部分毫秒脉冲星自转加速是一个视效应的结论。 由于行星历表存在误差，脉冲星时空参考架的参考点与行星历表原点存在偏差，为了能够确定脉冲星时空参考架参考点与行星历表原点的相对位置，本文发展了探测行星历表原点相对于参考点偏差的方法，该方法的解算结果也一定程度上反映了行星历表的误差。利用一组分布均匀的高精度毫秒脉冲星，我们估算了JPL DE421原点的误差，并采用不同的分段方式以及脉冲星分组方式进行解算，得到了相对一致的结果，解算的历表原点误差在亚公里量级，与现阶段DE421中地球的位置精度在同一量级。 基于毫秒脉冲星的观测，我们发展了一种连接行星历表参考架与ICRF的方法，该方法也可以应用于脉冲星时空参考架与ICRF的连接。将参考架连接参数和地球日心距误差参数加入至脉冲星计时模型中，将能够同时解算出参考架连接参数和地球日心距误差参数。与之前利用脉冲星连接历表参考架与ICRF的研究相比，该方法能够得到更加准确的参考架连接参数。利用4颗毫秒脉冲星的计时观测数据和VLBI观测数据，得到DE200与ICRF之间的连接参数为A=(-4.4±0.5，-14.4±1，-12.1±1.3)mas，与间接连接方法得到的结果一致，同时，得到DE200中地球日心距的误差为△a=-0.45±0.18 km。