卫星导航信号体制的现代化设计极大的提升了导航信号服务性能,同时也增加了系统星上信号生成与用户接收的难度,其中以星上恒包络生成与地面的稳健接收技术面临的挑战最为突出。论文以导航信号的生成与接收技术为主线,针对现代全球卫星导航信号恒包络生成与稳健接收涉及的诸多关键技术,开展了以下六个方面的研究工作:(1)提出非对称双正交相移键控调制,并将其推广至非等功率及非等中心频率两种广义形式,能够以非等功率配比及非等中心频率播发一路正交相移键控调制信号与两路二进制信号。采用非对称正交相移键控调制可以实现北斗B1频点区域民用信号与全球民用信号的恒包络发射,复用效率达82.4%,高于采用多数表决法时的72.6%;采用非对称正交相移键控调制的非等中心频率形式可以实现北斗B1频点区域军用及民用信号与全球民用信号的恒包络发射,复用效率为76.05%。(2)提出广义恒包络二进制偏移载波调制,能够实现双频多路信号分量以可变功率配比恒包络播发,突破了当前双频恒包络调制技术信号路数受限的约束。采用广义恒包络二进制偏移载波调制可以解决北斗系统B2频点过渡阶段区域正交相移键控调制信号与全球双频正交相移键控调制信号的恒包络发射问题。同时,为了简化广义恒包络二进制偏移载波调制的实现复杂度,提出非对称Alt BOC恒包络调制技术,具备边带信号功率比灵活调整的特点,能以高于74.13%的复用效率解决B2频点的过渡问题。(3)提出余弦相位泛化边峰抑制去模糊捕获算法,能够无模糊捕获余弦相位BOC信号,突破了传统泛化边峰抑制去模糊捕获算法只能用于正弦相位BOC信号的约束。对于余弦相位BOC(10,5)调制信号,余弦相位泛化边峰抑制去模糊捕获算法性能与双边带捕获相当,优于单边带捕获的捕获性能。同时,针对边峰消除方法提出一种高阶BOC的无模糊捕获算法,采用非相干点积的检波方式,可以获得明显优于泛化边峰抑制去模糊捕获算法的捕获性能。(4)提出基于动态延迟补偿的BOC信号无模糊捕获算法,采用基于最小检测损耗的迭代最小二乘可变分数阶延迟滤波器设计方法,能够有效解决动态条件下基于边峰消除的BOC信号无模糊捕获算法载噪比损耗严重的问题。在载波多普勒搜索步进为±500赫兹时,采用一阶可变分数阶延迟滤波器,正弦及余弦相位BOC信号的峰值损耗可分别降低至约1.8d B及2.2d B;采用三阶可变分数阶延迟滤波器,两类BOC信号的峰值损耗可分别降低至约1d B与1.2d B左右。(5)提出基于余弦相位伪相关函数的无模糊延迟锁定环,采用边峰消除的思想,在本地码的构造上考虑余弦相位BOC信号的特点,构造新的本地波形,使得跟踪环路的鉴别曲线仅有唯一的过零点,从而实现余弦相位BOC信号的无模糊跟踪,扩展了传统基于伪相关函数的无模糊延迟锁定环的应用范围。基于余弦相位伪相关函数的无模糊延迟锁定环拥有较传统双边带跟踪环路更优越的跟踪性能与抗多径性能,多径误差包络面积相对匹配接收时仅增大了约30%。(6)提出基于伪相关函数的复合延迟锁定环,生成多组本地码波形,组合构造无模糊鉴别曲线,能够克服基于伪相关函数的无模糊延迟锁定环测距性能随着BOC信号调制阶数的增大而降低的缺点。同时提出一种组合双环路的环路结构,使得跟踪环路的动态牵引范围扩展到整个伪码码片,能够同时兼具大牵引范围与高跟踪精度的优点。最后,对论文的主要研究成果进行了总结,并对后续的研究工作进行了展望。论文的主要研究成果可以应用于北斗等全球卫星导航系统的相关领域。