北斗二代卫星导航系统于2012年底正式提供亚太区域服务，其北斗三代卫星目前正在组网阶段，预计在2020年正式提供覆盖全球的导航、定位和授时服务。然而，当前阶段，单北斗系统观测卫星数量少，覆盖区域有限。同时，新一代北斗导航系统硬件性能尚待进一步验证。因此，将GPS和北斗两个系统进行联合应用，使其功能互补、信息互增，不仅可以增加卫星观测数量，提高定位精度和效率，也避免了单纯依赖GPS系统的风险。本文从GPS和北斗系统高精度相对定位关键技术点出发，主要研究了以下几种关键技术:　　针对现有的TurboEdit周跳探测修复算法中MW组合不能准确探测出小周跳和连续周跳，同时GF组合容易引起虚假周跳探测，从而导致周跳难以修复的问题，提出了双频非差周跳探测修复SET法。该方法设计了一种基于自适应滑动窗口的MW组合探测模型，将滑动窗口长度与当前历元卫星高度角联系起来，使多径误差和噪声误差与窗口长度直接关联，通过对窗口长度进行自适应调整，可准确探测出小周跳和特殊组合周跳。同时，采用历元间做差法取代现有GF组合中的伪距法，并对探测阈值引入高度角加权系数，可有效剔除虚假周跳并探测出等周周跳。实验结果表明:提出的SET法可以准确探测出小周跳、大周跳、特殊周跳以及连续周跳，并能对其进行有效修复。　　对三种常用的GNSS模糊度降相关算法进行了时间效率对比分析，包括降相关算法本身时间消耗和后续搜索时间消耗。针对LLL-IGS降相关算法在实测数据应用时，出现降相关效率低，算法不收敛等问题，提出了改进的LLL-MIGS降相关算法。通过改进变换矩阵对角线元素的排列方式，进一步减小矩阵相关性。同时，为了减小正交化取整误差，改善转换矩阵的对角化效果，新算法先对变换矩阵做Gram-Schmidt正交化处理，再对系数阵进行取整，从而得到最优的降相关处理效果。仿真实验、实测短基线和网络中长基线均表明，改进的LLL-MIGS降相关算法可以有效地降低模糊度矩阵条件数，且性能更加稳定。此外，改进的算法在降相关算法本身时间消耗和后续模糊度搜索时间消耗上也取得了明显的改进。　　针对现有的载波多径恒星滤波衰减方法存在去噪算法抽取多径校正模型不精确、卫星轨道周期法受卫星机动影响大、高度角方位角模型受模型分辨率和数据采样率影响大的问题，提出了一种基于自适应阈值小波变换去噪和双参考转移策略的单差恒星滤波多径衰减ATDR法。该方法主要包括两部分:自适应阈值小波去噪对参考日抽取精确的多径校正模型和利用双参考转移策略对观测日进行准确的多径校正。其中包括三个重要模型，分别是双差转单差模型、离散小波去噪模型和卫星轨道重复周期计算模型。实验中，利用两组相邻十天的观测数据对GPS卫星进行轨道重复周期时间间隔分析，发现GPS卫星轨道重复周期彼此各不相同，最大值和最小值差别达10s左右，且处于机动状态的卫星轨道重复周期时间间隔远远小于正常卫星的平均重复周期时间间隔。利用两组实测短基线对ATDR算法进行验证，结果表明，相比当前的常阈值小波去噪轨道重复周期转移法，新算法对单历元处理模式可提高37.73％的3D定位精度，对连续处理模式可以提高31.22％的3D定位精度。　　针对北斗星上伪距多径偏差特性的问题，利用MGEX数据中心站对三种轨道类型的伪距多径偏差组合进行了对比研究分析，同时对北斗三种轨道类型卫星的轨道重复周期时间间隔进行了分析。研究表明，该偏差特性根据卫星轨道不同而不同，且IGSO和MEO卫星偏差特性和卫星高度角有紧密的相关性，而GEO卫星偏差特性与卫星高度角的相关性并不强。因此，针对上述问题，提出了改进的北斗卫星端伪距偏差校正DORC方法，对IGSO和MEO卫星采用单颗卫星高度角校正模型进行校正，而对GEO卫星采用恒星日滤波法进行校正。实验结果表明，该方法可以有效降低伪距偏差影响，对IGSO和MEO卫星而言，采用本文提出的单颗卫星高度角校正模型可以取得21.05％的平均改善率，而对采用恒星日滤波法校正的GEO卫星而言，其平均改善率可达34.15％。此外，提出的DORC算法对HMW组合的平均改善率也达到了29.17％。