束流位置测量（BPM）系统是重离子同步加速器束流诊断系统的核心组成部分,其中涉及的数字信号处理算法是决定BPM系统高速度、高精度和高分辨率等基本性能的关键因素之一。随着物理实验需求的多样化和复杂化,实时信号处理算法也随之面临新的挑战:不仅要充分考虑BPM系统的实时性需求,还需要综合考虑加速过程中外部环境的不确定性等问题。通过不同的信号处理算法可以实现逐束团位置测量、高速的束流轨道以及高精度低速的束流轨道测量,以便对加速器进行闭轨校正,同时也可以帮助物理人员研究束流不稳定性以及进行一些精细的束流光学研究。论文基于束流位置测量原理,研究了重离子同步加速器的逐束团位置测量算法,主要包括信号滤波算法,逐束团检测算法,束流位置计算算法及其改进算法等的研究。着重研究了目前典型的逐束团束流位置计算算法:积分算法、RSS（Root-Sum-Square）算法、STD（Standard Deviation）算法,并基于此基础提出了一种总体最小二乘（TLS）算法应用于束流位置计算中。为了验证算法的有效性和实时性,将算法移植到了高速采集板卡,完成了实验室测试和在线束流测试。主要研究内容包括:1.针对重离子同步加速器束流信号的特点,分别利用指数加权移动平均（EWMA）滤波算法和归一化最小均方自适应（NLMS）滤波算法对BPM信号进行滤波。对两种滤波器进行对比分析后,考虑到硬件资源占用及运行时间情况,最后选择指数加权移动平均（EWMA）滤波算法对BPM信号进行滤波处理。2.研究了两种逐束团信号检测算法:Bunch-by-bunch检测算法和T Bunch-by-bunch检测算法。Bunch-by-bunch检测算法主要使用双阈值检测算法来检测逐束团信号,该算法在束流信号信噪比好的情况下能够有效获取逐束团信号。T Bunch-by-bunch检测算法则是通过外部高频参考信号检测逐束团信号,可以根据实际情况调整束流有用信号占空比来获取有效束团信号。3.研究和比较了三种束流位置计算算法:积分算法、RSS算法、STD算法。通过建立三角形束流模型,研究了三种算法的位置不确定性以及与普通最小二乘法之间的关系。同时建立高斯束流模型用于验证上述三种算法的有效性,结果表明STD算法有较大优势,主要体现在对AC耦合导致的基线漂移以及共模差模干扰、低频噪声有抗干扰性。4.重离子同步加速器在ramping模式下,回旋频率越来越高,而ADC采样率固定,由此使得单个束团采样点数减少。此外束团压缩也会导致束团点数减少,从而影响位置分辨率。针对此问题提出一种频域插值算法对采样信号插值,在频域信息不丢失的前提下用来提高位置分辨率。5.近期GSI提出的STD算法未考虑自变量误差对束流位置计算的影响。基于对STD算法的研究,提出一种带EWMA滤波器的总体最小二乘（TLS）算法应用于束流位置计算。利用模拟束流信号、实验室标定平台BPM信号和兰州重离子研究装置（HIRFL-CSRm）主环的在线束流信号分别对该算法进行了验证。验证分析表明,该算法能够提高逐束团束流位置的计算精度,在较低信噪比时,对噪声的鲁棒性明显优于其他算法。6.基于硬件平台的测试。在FPGA中编码实现了典型BPM束流位置测量算法,将算法移植到了高速采集板卡,进行了实验室测试和在线束流测试,并与商用产品Libera Hadron测试结果进行了对比分析。结果表明,与Libera Hadron相比,本系统性能均有提升,特别在信号强度较低时,具有更高的位置测量精度和位置分辨率,能够满足测量需求。