临近空间测控通信具有极其重要的军事意义,由于低仰角测控通信存在着大动态、大范围的多径衰落和多普勒频移,因此低仰角测控通信是临近空间通信的难点。本文主要探讨了临近空间低仰角测控通信的三个基本问题,其中包括:1)低仰角情况下临近空间测控通信的信道建模与仿真。主要分析了二径和多径临近空间低仰角测控通信信道模型。利用STK软件模拟临近空间飞行器的飞行轨迹,并利用Matlab仿真软件计算了临近空间飞行器在飞行过程中测控信号的仰角和多普勒频率。2)临近空间低仰角测控信号参数的估计。研究了一种在临近空间低仰角测控通信多径信道模型下,波达方向与多普勒频率最大似然联合估计方法。同时计算了最大似然联合估计的克拉美-罗界(CRB)。通过计算机仿真表明,本文的联合估计方法性能优越,可以达到参数估计的CRB。3)研究一种改进的稳健自适应波束形成方法。由于对波达方向的估计存在着误差,而且多径干扰非常强烈,使得输出SINR严重下降。本文在前人工作的基础上,通过增加凸约束,改进了稳健的自适应波束形成方法。改进后的方法不但能够有效地抑制旁瓣等级,而且对阵列导向矢量不匹配问题具有很强的稳健性。仿真结果表明,相比于其他方法,改进后的方法的输出SINR更接近最优情况下的SINR。