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北斗卫星导航系统（简称北斗）的精密轨道是北斗单接收机用户实现高精度定位的基础,而精密轨道的获取主要依赖于精密轨道确定技术。如何提高精密轨道确定精度并保障其可靠性,是北斗精密单点定位应用于与生命安全相关导航服务亟待解决的关键问题。本文借鉴全球定位系统（Global Positioning System,GPS）精密轨道确定技术的成熟经验,结合北斗异构星座的特点,围绕北斗的精密轨道确定及其完好性监测技术开展研究,重点从精密轨道确定的初值优化、空间信号异常检测、精密轨道确定模型优化和实时精密轨道完好性监测四方面展开,充分提高北斗精密轨道的精度和可靠性,构建适用于北斗的精密轨道确定技术框架,以满足与生命安全相关领域的单接收机用户所需导航性能。论文主要工作及创新点总结如下:（1）针对北斗广播星历空间信号误差非正态分布降低轨道参数估计精度的问题,构建轨道和时钟误差趋势项模型以改善精密轨道确定初值误差的非正态性。该方法在优化卫星天线相位修正和时间基准偏差计算的基础上实现空间信号误差解算,通过空间信号误差均值及频谱的分析提取轨道和时钟误差的趋势项,从而实现精密轨道确定初值误差的分布特征优化。实验结果表明,相比原始广播星历的空间信号误差,误差趋势项的补偿有效改善了误差分布的非正态性,为精密轨道确定随机模型的优化奠定基础。与利用原始广播星历相比,基于误差趋势项补偿的精密轨道确定方法可显著提升轨道估计精度。（2）北斗瞬时用户测距误差的非正态分布与传统空间信号异常检测方法的应用前提不一致,为此提出基于轨道与时钟误差分解的事后空间信号异常检测方法。该方法通过轨道与时钟误差的多项式分解,构建可表征为零均值正态分布的检验统计量,从而实现北斗事后空间信号异常检测。针对伪距观测噪声大导致传统实时空间信号异常检测效率低的问题,基于Kalman滤波构建平滑时间常数自适应选择的载波相位平滑伪距方法,并通过构建瞬时用户测距误差模型提升接收机钟差估计精度,从而提高实时空间信号异常检测效率。近6年北斗实际数据的实验结果表明,北斗空间信号异常概率远大于GPS,北斗精密轨道确定需剔除空间信号异常。相比于传统固定平滑时间常数的方法,基于Kalman滤波的实时空间信号异常检测方法可以有效提升异常检测效率,充分保障精密轨道确定的观测模型强度。（3）北斗高轨卫星动力学模型难以精确构建,导致地球同步轨道（Geostationary Earth Orbit,GEO）和倾斜地球同步轨道（Inclined Geosynchronous Satellite Orbit,IGSO）卫星轨道预测精度较低,为此提出基于先验轨道误差模型约束的精密轨道预测方法。该方法基于广播星历轨道误差频谱构建先验轨道误差模型,通过实时广播星历和先验轨道误差模型的外推实现精密轨道预测。实验结果表明,相比于通过卫星动力学模型外推预测的方法,所提方法可有效弥补高轨卫星动力学模型精度不足的缺点,显著提升GEO和IGSO卫星的轨道预测精度。（4）针对精密星历参数异常造成实时精密轨道可靠性难以保障的问题,提出基于相邻先验星历的位置预测方法,基于卫星实时位置与预测位置的差值构建检验统计量,从而实现实时精密轨道完好性监测。实验结果表明,相比于传统昨日星历与今日星历差值方法,所提方法可有效降低位置偏差预测值,从而降低所设计检验统计量对应的最小可检测误差。检测性能不仅可同时满足误警率和漏检率的要求,也可提升轨道异常检测的灵敏度,从而有效保障实时精密轨道的可靠性。