信号体制是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)中最重要的技术部分之一,合理的信号体制可以提升导航系统在定位、测距等方面的性能。因此,研究GNSS的新型高效的信号体制具有重要的理论价值和现实意义。编码与调制是GNSS信号体制设计的重要的组成部分,但传统体制中编码和调制是独立设计的,这种方案具有一定缺陷。人们期望在不降低有效传输速率的前提下进行高效的编码和调制,即带宽效率编码,联合编码调制技术是实现带宽效率编码的重要途径。低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码以其优异的纠错性能得到了广泛应用。连续相位调制(Continuous Phase Modulation, CPM)技术是一类具有高效的频带利用率与功率利用率的数字调制技术,并且其包络恒定,尤其适合于使用非线性功率放大器的卫星导航系统。因此探讨LDPC-CPM联合编码调制技术在未来卫星导航系统中应用的可行性十分必要。课题旨在设计新型高效的卫星导航信号传输机制,将LDPC码、CPM调制以及Turbo检测原理进行有机融合,增强导航信号抗干扰能力和测距精度,提高频带利用率和可靠性,为我国新一代卫星导航信号波形设计提供参考依据。基于上述目标,本文研究的主要内容如下:1.研究适用于GNSS系统的LDPC码实现方案。LDPC码的编码增益与校验矩阵的构造、编/译码算法有密切的关系。通常高编码增益会引入高实现复杂度,故有必要研究兼顾性能与低复杂度的LDPC码的构造方法,为GNSS系统中信道编码的选择提供参考依据。2.探讨新型调制方式在GNSS信号中应用的可行性。首先研究一种将最小移频键控(Minimum Shift Keying, MSK)调制与二进制偏移载波(Binary Offset Carrier, BOC)调制相结合的调制方式—MSK-BOC调制,论述其数学模型和频谱特性。其次,研究CPM调制的数学模型、信号状态、功率谱密度等。最后,对比分析上述两种调制方式与BOC调制的频谱特性,给出扩频CPM(spread spectrum CPM, SS-CPM)调制可有效替代BOC的条件。同时根据SS-CPM信号的特性,设计一种可替代复合二进制偏移载波(Multiplexed Binary offset Carrier, MBOC)调制的新的调制方式—CPM-BOC,并论述其机理及性能。3.研究卫星导航信号性能评估的方法。评估方法综合考虑精度、抗干扰、抗多径、兼容性等方面的性能。同时测试MSK-BOC调制和SS-CPM等调制方案的各项性能指标,为GNSS信号波形的设计、性能分析、参数优化提供理论支持。4.探索基于扩频的联合编码调制方案。建立基于C/A码的LDPC-MSK-BOC和LDPC-CPM系统模型,并设计基于Turbo原理的信号迭代检测机制,分析主要参数对系统性能的影响,为实际应用中系统参数的选择提供了参考依据。