在精密定轨方面，美国戈达德空间研究中心研制了动力学测地软件“GEODYN”，美国德克萨斯大学空间研究中心研制了卫星精密定轨与动力学测地软件“UTOPIA”，我国上海天文台建立了卫星精密定轨与动力学测地数据处理系统“SHORDE”。目前己有十多种用于地学研究的航天器在各自的轨道上运行，这些航天器的共同特点是轨道高度低，精密定轨的难度大。

卫星定轨的手段很多，传统的低轨道卫星定轨手段大多采用动力学方法，如激光测卫系统SLR、法国研制的DORIS系统、欧空局的PRARE系统等地面跟踪系统，这些定轨方法受地球引力影响大、大气阻力千扰严重，影响航天器定轨精度的提高。据资料表明，采用动力学和地面跟踪方法，航天器轨道越低，定轨精度也越低。

关于人造卫星定轨模型误差统计特性的研究，特别是地球引力场模型误差的自相关特性的研究，在上世纪80年代获得突破性进展后，应用卡尔曼滤波算法进行定轨就可以达到较好的稳定性和精度。在滤波的同时还加进卡尔曼平滑，可以显著提高最终的定轨精度。

9O年代美国、法国相继研制成功卡尔曼滤波定轨软件，并投入试验运行。NASA于90年代初研制成功TONS(TDRSS Onboard Navigation System)，利用中继星单向多普勒信息进行星上卡尔曼滤波定轨，从1992年7月14日开始在EUVE(Extreme Ultraviolet Explorer)星上进行试验运行，利用7月13日最小二乘法的定轨结果作为卡尔曼滤波的初值，连续运行155天，到12月16日由于软件升级的需要而重新初始化，之后又连续运行165天。它的定轨精度与JPI提供的高精度EUVE星历相比，RMS为25m，定轨误差主要来源于引力场模型误差、中继星预报星历误差、对流层影响与大气密度模型误差。TON还计划用于EOS(Earth Observing System)星上实时定轨。该软件估计的状态量包括用户星的位置、速度、大气阻力系数、信标频率偏差(与漂移)，还有钟差。在位置、速度状态量的动力学模型中，附加了引力场模型误差，其余状态量采用Gauss--Markov或Random--Walk统计模型，这里大气密度的模型误差将反映在阻力系数的统计模型中。

    为美国应用技术协会(Applied Technology Associates)版权所有的另一软件RTOD(Real Time Orbit Determination)，利用中继星的单向多普勒与双向测距数据实时定轨。该软件的特点是加进了卡尔曼平滑，用1992年I1月7日到11日TOPEX的定轨结果与精密星历相比，最小二乘的精度优于2m，卡尔曼滤波的精度优于13m，用卡尔曼平滑处理后的精度优于7m。    

法国研制成功的星上实时定轨软件称为DIODE：(Determination Immediate

d’Orbit par DORIS Embargue)，从1998年3月26日开始在SPOT 4上试验运行，该软件估计的状态量除卫星的坐标、速度外，还有依赖过境时的多普勒信标频率偏差与对流层延迟的垂直分量。在Spot 4上运行的两年时间内，只在1998年7与2000年1月出现两次事故，滤波需要重新初始化。卡尔曼滤波的定轨精度与精密星历相比，RMS为6m。计划用于SPOT 5的DIODE有一重要改进，将设计两套滤波，一套采用简化模型，但能快速收敛(目前仅针对低轨圆轨道)，另一套采用精密模型，前者为后者提供滤波初值。由此实现星上自主初始化，无需地面发送初值。