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广播星历是卫星导航系统导航电文的重要组成部分，是卫星精密轨道发播给用户的最终表达形式，为用户导航定位提供精确的卫星位置信息，广播星历的精度和稳定性直接决定了用户导航定位性能，因此，广播星历参数模型的设计及其应用是卫星导航系统的关键技术。本文深入研究了广播星历参数模型的物理意义和拟合算法，提出了解决GPS广播星历参数模型在混合星座导航系统中应用存在的问题的可行方案。本文的主要研究内容和创新点如下: (1)研究比较了广播星历参数模型和GLONASS参数模型。通过本文的调研和分析发现，GPS广播星历参数具有明确的物理意义，与GLONASS广播星历参数相比，其用户算法简单，预报能力强，更适合作为广播星历参数模型。 (2)总结了导航卫星在轨运行的受力情况及其轨道变化规律。本文利用轨道摄动分析解，分析了导航卫星的主要摄动力及其量级，给出了导航卫星轨道的长期变化、长周期变化和短周期变化规律，形成了清晰的轨道空间变化图象，为广播星历参数模型的设计以及分析现有参数模型的物理意义提供了理论背景。 (3)分析研究了GPS广播星历参数的物理意义。广播星历参数GPS广播星历参数模型是针对倾角为55度的MEO卫星设计，而我国的导航系统星座由GEO、IGSO和MEO三种不同类型卫星组成，国内关于广播星历参数在混合星座中的应用较多，但很少深入到问题的物理本质，而且GEO卫星的广播星历参数拟合问题一直没有很好的解决方法。通过本文的研究，明确了GPS16参数模型和18参数模型每个参数的物理含义以及他们之间存在的相关性。本文的研究表明:GPS广播星历参数模型对IGSO和MEO卫星，表达的物理意义都非常明确，但用开普勒根数在表达GEO卫星轨道存在奇点，这种奇异性由小偏心率和小倾角所致。如果采用常规方法直接对GEO卫星轨道进行广播星历参数拟合，参数之间的相关性增强，其拟合效果不如MEO卫星和IGSO卫星，个别参数的波动范围也会随着奇异性的增强而增大，其中Δn等参数波动范围与轨道倾角以及日月引力搬动相关。 (4)研究了GPS广播星历参数拟合算法，分析了奇点问题对GEO卫星广播星历参数拟和的机理，提出了解决奇点问题的拟合算法。本文的研究表明:利用坐标系旋转法可以降低小倾角轨道拟合的病态性问题、提高小倾角轨道拟合的稳定性和降低Δn等参数的波动范围。利用基于无奇点根数转换的拟合算法能够解决GEO卫星小偏心率情况下广播星历参数拟合的稳定性问题，并且该算法具有普适性，可以适用于任意偏心率和任意类型的导航卫星。本文的研究还表明，两种方法的组合使用，对广播星历参数拟合精度不会产生影响，是解决GEO卫星广播星历参数拟合的最佳方案。