在无线通信中,信道条件直接影响通信系统的性能。作为无线通信系统中的基础学科,信道测量一直都是通信系统设计中不可或缺的一部分。高超声速飞行技术是现代航空航天领域的研究热点,具有重要的战略意义和极高的应用价值。测控与通信是高超声速飞行中的关键技术,也是高超声速飞行、试验和应用的技术保证。对高超声速移动环境的信道特性研究是进行测控和通信系统设计的基础,具有非常重要的意义。高超声速环境下信道变化非常快,具有非常大的多普勒频移,由于存在等离子鞘套,信道损耗大,这些特点给信道测量造成了严峻的挑战。本论文主要对高超声速移动环境无线信道测量关键技术进行研究,具体的工作如下:首先,本文对高超声速移动信道的基本特性进行了介绍,对影响高超声速飞行器移动通信的一些信道参数进行了详细的分析。并且给出了信道特征的大尺度参数和小尺度参数,其中大尺度参数主要表征信道的功率衰落情况,而小尺度参数主要用来对信道的频率选择性衰落和时间选择性衰落特性进行说明,包括信道的时延特性参数和多普勒特性参数。其次,针对高超声速信道的主要信道特征,分别对基于CAZAC序列的信道测量方案(滑动相关和SAGE算法)和基于chirp序列的信道测量方案进行了理论分析,并在两种方案基础上提出了改进,形成了一种适用于高超声速场景的信道测量方法——基于CAZAC序列的脉冲压缩信道测量方法。该方法实现了对待测信道大尺度特性和小尺度特性参数的精确提取。在大尺度参数提取方面,为了降低噪声的影响,本文利用信号子空间投影(SP)原理对接收信号功率进行估计,从而对信道的大尺度特性进行统计。在功率估计的基础上对信号信噪比进行估计,为小尺度参数估计提供参考。在小尺度参数信息提取方面,对信道的功率时延谱、多普勒偏移等信息进行提取。为了提高信道测量精度,创新性地对本地信号进行周期循环处理用来提取信道特性,并通过计算仿真对该算法的性能进行了分析。基于GPS秒脉冲,优化设计发送信号帧格式,成功地对信号传输的绝对时延进行了测量。最后,利用优化的信道测量方法,对等离子鞘套模拟器进行了实地测量,对被测等离子鞘套信道的大尺度、小尺度特征进行了提取,得出随着等离子鞘套模拟器内部电子密度变化的信道特性参数曲线,并与模拟器的理论值进行对比,验证了算法的可行性。