为了缓解船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）的负载压力,国际海事组织提出了甚高频（Very High Frequency,VHF）数据交换系统（VHF Data Exchange System,VDES）的概念。星载VDES在星载AIS的基础上增加了特殊应用报文（Application Specific Message,ASM）和甚高频数据交换（VHF Data Exchange,VDE）两大模块,具备更佳的数据传输性能。本文重点对三个子系统信号的解调技术、单通道和多通道星载接收碰撞信号分离算法进行研究,主要工作如下:（1）在分析AIS、ASM、VDE子系统物理层技术标准的基础上,采用维特比差分解调、基带和中频差分解调以及提出的一种改进的基于幅度值星座点解映射方法分别对AIS信号、ASM信号和VDE信号进行解调。MATLAB仿真验证了所提出的解调方式均具有良好的误码率性能。（2）提出一种基于随机近端梯度张量分解的多通道碰撞信号分离算法。在经典张量分解的基础上提出采用塔克（Tucker）分解对张量进行压缩得到核张量,简化计算复杂度;同时提出引入随机近端梯度算法优化求解核张量的过程,加快分解速度。仿真结果显示在适定和欠定情况下源信号与分离信号相关系数均达到90%以上,表明该算法对两种情况下多通道碰撞信号的分离能取得不错的效果。（3）提出一种基于灰狼优化变分模态分解的单通道碰撞信号分离算法。针对经典变分模态分解（Variational Mode Decomposition,VMD）在分离单通道碰撞信号时由于人为选择参数而出现的过度分解或分解不足的情况,利用灰狼优化算法对VMD初始信号个数和惩罚因子两个参数进行自适应选择,算法拥有全局最优搜索能力和较快收敛速度。仿真证明该算法对单通道碰撞信号具有较好的分离性能。（4）给出星载VDES系统接收机的总体设计方案和数字信号处理模块的具体流程设计,完成数字信号处理板硬件实现,并对接收机的多普勒频偏适应范围和碰撞信号分离性能进行测试,验证了设计的正确性。