现代导航系统中新信号体制的应用在解决频谱拥挤问题的同时还带来了更好的跟踪精度和干扰抑制能力,但是,新信号体制对信号带宽的拓展,及频谱分裂和多相关峰特性使得其对导航信道的幅相特性更加敏感,同时星上高功率放大器的非线性效应带来的频谱扩展和相位失真也会严重影响现代导航信号接收性能。现代化信号体制的出现对导航信号的发射与接收带来了前所未有的挑战。针对以上问题,本文的主要创新性工作及研究成果如下:(1)针对以往的导航信道建模与分析方法中存在非线性信道无法叠加,发射信道与接收信道割裂的问题,提出了一种极坐标下基于幅度和相位独立分析的全链路分析模型,该模型将无记忆非线性信道等效为频谱扩展带来的功率损耗和相位噪声的叠加,将记忆非线性信道等效为线性时不变因子和非线性静态因子的叠加,从而建立了导航信道全链路分析的简化信道模型,解决了发射信道与接收信道统一分析和评估的难题。(2)针对任意线性信道下BOC接收机的测距精度与零值尚无解析分析方法这一问题,建立了基于任意线性信道下的BOC接收机测距精度和零值的分析模型,严格推导了基于非相干早迟码跟踪环路的伪码跟踪精度和基于乘法器估计器的载波跟踪精度表达式。基于该理论模型,对带通信道下BOC接收机的跟踪精度和零值进行了深入分析,分析表明:影响BOC接收机测距精度和零值的主要信道因素是群时延特性,相同群时延信道条件下,BOC信号测距精度随着调制阶数的增加而逐渐恶化,在靠近其功率谱主瓣位置附近群时延波动引起的伪码测距精度的恶化最为明显,窄相关间隔实现结构相比标准相关间隔结构更加稳健。副载波相位消除算法由于引入了互相关函数对信道特性进行了补偿,其对信道特性的敏感程度更低。分析结果为导航系统线性信道设计与补偿技术提供了理论依据。(3)针对现代导航信号经过恒包络调制后仍然会受到带通模拟发射信道的非线性效应影响这一问题,建立了现代导航信号的发射信道模型,针对不同前置滤波器带宽、不同工作点下的发射信号性能指标进行了详细分析。仿真结果表明:带通信道下高功率放大器非线性效应引起的相关损耗、伪码跟踪误差可以忽略,而带外功率损耗和载波跟踪抖动指标恶化明显。在行波管功率放大器效率最高的工作点处,经过恒包络处理的北斗B1C信号通过前端32MHz滤波器后带外功率损耗为1.3dB,载波跟踪抖动最大可达2.3°。针对以往关于信号包络变化的衡量指标缺少概率分布信息这一问题,本文首次提出了包络变化量的功率谱密度这一概念,并由此建立了非线性信道下载波跟踪抖动与包络变化量的解析对应关系,仿真结果表明理论分析与数值仿真结果十分吻合。(4)针对星上信号生成系统功率和资源严格受限特点以及高精度线性化信道设计需求,提出了一种基于幅度概率分布和高功率放大器特性的联合表项索引技术,仿真结果表明:在给定512×32位表项资源条件下,在行波管功率放大器效率最高的工作点处,采用联合表项索引的查找表预失真技术,将北斗B1C信号的带外功率损耗从1.3dB降为0.6dB,载波跟踪抖动上从2.3°变为0.2°,相比等间隔索引查找表法,达到相同效果节约了81.5%的硬件资源。最后设计了一种实验室环境下的数字预失真验证方法,实测结果验证了数字预失真方法的正确性。最后,对论文的研究成果及其工程应用情况进行了总结,并对下一步将要开展的工作进行了展望。论文研究成果可应用于我国自主卫星导航系统的收发信道设计与高端接收机研制等领域。