随着通信技术的日益发展，为了满足不同用户的需求，低轨卫星通信以其强抗噪声、抗干扰、信息隐蔽和多址通信等特点，迅速并广泛应用于卫星电话、导航、搜救等领域。因此，对低轨卫星通信系统的研究，具有深远的理论意义和重要的实用价值。　　 由于无线信道的特性，导频信道主要是作为解调其它信道时的相干相位参考，因此卫星移动通信系统中导频信道的码片定时和载波相位必须非常精确同步。本文以低轨卫星通信系统下行链路中导频信道为研究对象，设计并实现了一个可应用于高动态条件下的导频信号同步系统。考虑到该系统的数据运算精度、硬件资源使用、功耗以及运算速度等方面的性能，本文对捕获算法、数据存储做了适当的改进，使得系统对数据的计算速度更快，从而对信号的响应时间更短。同时还对同步系统中数控振荡器、滤波器、锁相环、锁频环、码跟踪环等关键模块的原理和数字化设计做了详细介绍，并利用Matlab工具分别对各个模块进行了原理仿真和参数选取误差分析，仿真结果表明各项指标达到系统设计要求。　　 最后，本文建立了一个基于FPGA设计的导频信号同步系统，初步实现卫星导频信号的捕获和跟踪功能。通过对零中频信号和实测卫星信号的处理和数据分析，验证了系统能够快速、准确地捕获与跟踪导频信号，可以用于实际的同步系统中。