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经典的最小二乘法(LS)在GPS数据处理中应用最为广泛，但在实际中，受诸多因素影响往往会产生观测信息不足，模型选择过度参数化等现象，这均将造成测量系统病态，致使未知参数的LS估计偏差变大而得不到稳定的解，给计算和统计均带来了严重的影响。研究测量平差系统病态性的产生机理和诊断方法，找到较LS估计更为可靠的解决方法来提高成果精度迫在眉睫。本文针对GPS测量平差系统的病态性问题进行了展开研究，主要研究内容包括以下几个方面: (1)从扰动理论角度阐述了测量平差系统中法方程的病态问题，辨析了病态性与均方误差、病态性与复共线性的联系与差异，对不同原因导致的测量平差系统病态性进行归纳和分析之后，研究了各类病态性诊断与度量方法的利与弊; (2)从有偏估计和病态模型直接解法两个角度分析了处理病态问题的实质和难点。对采用岭迹法和L-曲线法在有偏估计中确定岭参数的问题做了深入剖析，并在岭迹法的基础上提出了一种新的岭参数确定方法，用算例进行验证分析后可以认为该改进方法能够给出较为可靠的岭参数值，为其它学者提供了一个参考，然后针对不同类型的奇异值分析了截断奇异值法和修正奇异值法的适用性; (3)对实际观测的GPS数据利用LS估计进行处理后，计算出相应的法方程系数阵及观测值，然后针对其病态性问题将有偏估计和病态模型的直接解算方法应用到GPS数据处理中，并对各类方法的数据处理结果进行对比分析。 研究结果表明，关于GPS实际测量中的病态问题，有偏估计理论中的岭估计、部分岭估计以及病态模型直接解法中的截断奇异值法处理后能够获得相对LS估计更高质量的坐标成果，这为解决测量平差系统病态性问题提供了一定的理论依据，也为接下来的深化研究打下了基础。