GNSS卫星导航系统对国家航空航天的发展有着重要意义,它的发展不但可以显示出一个国家科技水平的高低,而且由于GNSS卫星导航在航天、测绘、交通等领域有着重要用途,GNSS导航技术的发展还会带来巨大的经济利益。本课题主要针对GNSS高动态导航系统信号处理的各个模块进行深入研究以及相关设计实现。其中包括高动态接收机运动场景仿真模块的设计实现、GNSS卫星信号再生源模块的设计与实现、可以适应高动态环境的GNSS载体接收机载波跟踪环路算法的设计与实现,以及Kalman滤波的应用。本文研究内容以及相应成果如下:(1)介绍了 GNSS导航卫星系统的背景以及发展前景,论述了课题的研究意义。(2)论述了 GNSS高动态信号与运动场景模拟器软件的基本原理以及其工作流程,并在此基础上进行了改进与优化。在美国喷气动力实验室提出的一种JPL高动态场景基础上,创新性的设计了适合多模高动态接收机开发测试的多种场景,并成功应用。(3)在GNSS产品开发中,为了降低开发成本、缩短开发周期,通常需要一个信号源系统在模拟生成导航卫星信号。本课题创新性的设计了一种再生式信号源系统,其数据来源不是PC模拟,而是真实信号。将对天信号进行解调处理,再生为可用于实验开发的信号,更加精确并且具有实时性。(4)载体接收机处于高动态运动中时,会产生较大的载波多普勒频移,严重时甚至会导致载波跟踪环路失锁。为了使接收机能够稳定跟踪高动态信号,本课题设计了一种短时循环队列算法,可以快速更新环路中的高动态参数,从而保证环路可以持续跟踪防止失锁。最终进行了实验验证并取得了预期效果。(5)短时循环队列算法并没有有效的解决环路中的随机噪声的滤除或者抑制问题,所以本课题提出了使用处理动态噪声更好的卡尔曼滤波器。在研究了卡尔曼滤波过程理论的基础上,完成了卡尔曼状态矩阵和测量矩阵的构建,并且讨论并解决了滤波发散问题。最终进行了仿真测试,取得了预期的实验结果。