时间作为七个物理基本量之一,随着人类科技的发展精度在不断提升,目前实验室稳定度最高的光钟已经达到了10-18量级。高精度的时钟在定位导航、精密测量、高速通信等领域发挥着重要作用,如何将这些高精度的时钟应用于这些领域,对时间频率信号的传递研究提出了重大考验。与光纤链路的方案相比,自由空间链路的时间频率传递方式具有范围广、距离远、组网方便等优点,然而目前在自由空间时频传递投入使用的微波技术和脉冲激光技术仍无法满足高精度时钟信号的传递需求。随着飞秒光学频率梳的发展,一种基于双光梳干涉的方案被应用到空间时频传递实验中,并且经过测试达到10-19量级的超高传递稳定度。本文以飞秒光学频率梳以及线性光学采样的时频传递方案为背景,对空间时频传递实验的数据处理算法展开研究,并在软件中进行实现。首先,针对空间时频传递实验中的线性光学采样技术进行研究,根据其原理介绍了实验中的数据处理算法,并利用这套算法流程对空间链路采集到的数据进行了处理,最终得到飞秒量级的时间测量精度。接着,针对自由空间时频传递实验中存在的多普勒效应进行了分析,模拟仿真了高速多普勒情况的数据,根据光梳干涉信号在高速多普勒效应下的特点,引入了互模糊函数对干涉信号进行搜索并得到信号的时延和频率偏移,然后通过Nelder-Mead算法将搜索时间减少至1分钟以内,并且对于相对速度的计算控制在1%以内,为以后时频卫星实验提供了良好的数据处理方法。最后,基于空间时频传递实验的需求,设计了一套贴合实验的软件系统,用于实验的控制以及数据处理。该系统由ARM嵌入式系统和PC端的上位机软件系统组成,ARM的数据传输率达到187Mbps,每帧数据算法处理时间控制在200us以内。上位机软件作为实验的终端系统,负责实验的控制和状态监测以及数据的采集,该软件系统为实验更长远的开展提供了保障。