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现代化的美国GPS、欧洲GALILEO及中国COMPASS等新一代GNSS卫星导航系统的最大特点是均设计采用多个频率，以提高导航系统的整体性能。多频信号可以形成更多具有优良特性的数据组合，为载波相位的周跳探测、模糊度解算等数据处理关键问题提供了更多选择。因此，GNSS多频数据处理理论和方法已成为卫星导航定位的研究热点。围绕如何充分利用多频码伪距和载波相位信号，有效地进行数据质量控制及模糊度解算，本文开展了以下几个方面的研究：
1.多频载波相位混合伪距组合的优选
基于载波相位线性组合的表达式和观测方程，系统研究了组合后观测值的各种误差特性，并搜索列出了GPS无电离层/弱电离层组合、低噪声组合等一系列典型组合观测值。为了获得长波长、无电离层影响的组合观测值，进而讨论了载波相位混合伪距组合的特性。根据无几何消电离层的限制条件，以组合后噪声最小为目标提出了优选模型，搜索得到一些典型组合，可应用于中长基线模糊度解算。
2.三频非差周跳探测相位组合的优选
选取合适的检验量可以显著降低周跳探测与估计方法的复杂度，提高周跳探测的可靠性。本文基于多频数据组合理论以及伪距/载波组合周跳探测的原理，提出一种三频非差周跳探测相位组合检验量的优化选取方法，并利用该方法选取了3个适用于GPS周跳探测的线性无关相位组合。GPS三频实测数据试验结果表明：利用本文所选的优化组合检验量可以探测出各个频率上大于等于1周的周跳，适用于实时周跳探测。
3.利用多频载波相位混合伪距组合解算整周模糊度
整周模糊度的解算是GNSS精密定位的关键问题。多频信号可以形成更多优良组合，从而有效提高载波相位模糊度解算的成功率和可靠性，缩短收敛时间。
本文研究了无几何模式三频模糊度解算方法。首先，采用无几何消电离层载波相位混合伪距组合解算超宽巷和宽巷模糊度；然后，利用基于两个基础载波相位估计的噪声较小的电离层延迟，平滑基于固定了模糊度的超宽巷和宽巷相位组合估计的噪声较大的电离层延迟；最后，将宽巷相位组合与基础载波L1相位组成无几何组合，引入宽巷模糊度、平滑后的电离层延迟，解算基础载波相位模糊度。利用仿真的GPS三频双差中长基线数据验算，结果表明：采用实时平滑电离层延迟，只需较短时间(几分钟的数据)可以使双差电离层延迟影响削弱到cm级。通过残余电离层延迟平滑改进后的三频模糊度解算方法，可以利用几分钟到十几分钟的数据快速正确固定基础载波相位模糊度。