低轨卫星是对地观测系统中最重要的组成部分,可以不受任何约束地实现对全球的观测。准确获得卫星位置是使用低轨卫星数据进行科学研究的前提。随着我国多种低轨卫星的不断研制和发射,低轨卫星定轨需求也越来越旺盛。本文围绕基于非差非组合观测模型的低轨卫星运动学定轨方法展开研究,研究了基于卡尔曼滤波的非差非组合模型的低轨卫星定轨技术,并编写软件实现相关算法,以星载GPS数据为例,验证本文理论及软件定轨精度,计算并分析了定轨精度影响因素。本文的具体工作如下:(1)介绍了星载GPS观测值及非差非组合观测模型,同时分析了星载观测值的误差源及误差处理方法,为后续工作奠定基础。(2)介绍并分析了星载GPS数据的伪距和载波相位观测值质量控制手段,并从参数估计的角度分别给出了基于最小二乘批处理及卡尔曼滤波的非差非组合观测模型定轨方法。(3)研制了一套基于非差非组合观测模型及卡尔曼滤波的低轨卫星定轨软件,并利用该软件对GRACE-A卫星进行多天轨道的解算。结果表明:相对于JPL精密轨道,该软件能够实现GRACE-A卫星X方向上3cm左右,Y、Z方向上优于3cm,3D精度5cm左右的轨道精度。(4)分析了 GPS卫星钟差采样间隔、GPS星历类型、观测值采样率及电离层处理方法对非差非组合模型轨道的精度影响,结果表明:采用高采样率钟差产品及高采样率观测值及历元间相关性较弱的电离层随机模型,能获得较高的定轨精度;而星历类型对定轨精度没有显著影响。