近年来,随着星载GPS接收机和星载微处理器等载荷性能的不断提升,卫星轨道动力学模型精度、观测数据的质量、实时定轨理论与方法等不断完善,促进星载GPS实时自主定轨的精度在不断提高,可以满足航天任务对高精度实时轨道产品的需求。但是,低轨卫星由于轨道高度较低,运行时受到的大气阻力摄动很难精确建模,是制约自主定轨精度的主要因素;而且由于受大气阻力作用,卫星轨道半径将逐渐变小,为维持卫星任务的执行,需要定期进行轨道机动,在此期间,因为轨道机动推力难以建模,自主定轨会出现滤波性能下降甚至发散现象。因此,如何获取高精度的大气阻力、机动推力等非保守力信息,实现卫星在轨全周期内的高精度实时自主定轨,是星载GPS自主定轨技术研究的重要问题。本文采用星载加速度计数据代替非保守力模型,开展加速度计数据辅助星载GPS实时自主定轨方法的研究,解决了加速度计偏差参数的校准、加速度计数据参与自主定轨滤波估计的方法等问题;自主编写了相关程序,用轨道机动期间的GRACE实测GPS数据和加速度计数据进行自主定轨试验。主要的研究内容及成果包括:(1)在传统的采用非保守力模型的星载GPS自主定轨理论基础上,建立了基于加速度计数据的星载GPS自主定轨方法,并采用比较法作为加速度计偏差参数的初始化方法,即分别用非保守力模型计算的加速度与星载加速度计数据来确定加速度计偏差参数的初值。通过和GRACE官方发布的校准参数进行比较验证,结果表明:比较法得到的加速度计切向、法向、径向校准参数的校准精度分别为1.77×10-8 1.69×10-8 3.51×10-8m/s2,与GRACE官方参考值相比,加速度计校准精度分别提高73.58%、96.98%、45.68%,比较法更有利于自主定轨滤波算法的快速正确收敛。(2)重点研究并提出了加速度计数据辅助星载GPS自主定轨的扩展卡尔曼滤波模型,通过分析加速度计数据校准精度与自主定轨精度的相互影响,确定合理的自主定轨滤波估计的状态向量与随机模型设置。为了分析加速度计数据辅助星载GPS自主定轨方法的定轨性能,本文开展了 GRACE卫星连续20天自主定轨试验,并与基于非保守力模型的自主定轨结果进行比较。结果表明:基于加速度计数据的自主定轨的位置精度(3D RMS)分别为0.830m(GRACE-A卫星)和0.878 m(GRACE-B卫星),与基于非保守力模型的自主定轨的位置精度(0.872、0.913 m)相当或略有提高,速度精度状况与位置类似。表明本文基于加速度计数据的星载GPS自主定轨方法正确可靠；(3)采用本文加速度计数据辅助星载GPS自主定轨方法,针对低轨卫星轨道机动进行自主定轨试验,并与基于非保守力模型的自主定轨结果进行比较。结果表明:在GRACE-A与GRACE-B卫星轨道机动期间,基于非保守力模型的自主定轨出现了滤波发散而导致定轨结果不可用,其定轨位置精度分别为9921.710、10353.729 m,速度精度分别为1075.040、1081.843 mm/s;而加速度计数据辅助星载GPS自主定轨方法的自主定轨结果则连续稳定,定轨位置精度分别为0.985 m、1.021m,速度精度分别为1.182、1.204 mm/s。表明了本文加速度计数据辅助星载GPS自主定轨方法的有效性。本文研究成果的创新之处在于将基于加速度计数据的星载GPS自主定轨方法与传统的自主定轨方法结合,既保证了自主定轨算法的计算效率,同时实现了轨道机动时低轨卫星高精度自主定轨。本文方法得到的自主定轨结果连续可靠,提高了星载GPS自主定轨算法的稳定性与可靠性。