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全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)是一种广泛应用于室外定位的无线电定位系统,其典型代表是美国的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)。位于地球上的接收机一旦能够接收到良好的GPS卫星信号,即可实现自身定位。然而,受到信号衰减的影响,GPS定位精度受限,无法满足高精度无线定位的需求。尤其在建筑物、树木等密集遮挡处或是隧道、室内和一些低洼地形处,卫星信号被严重衰减甚至完全遮挡,导致定位不准确甚至完全无法定位。此外,受到接收机高度角的限制,有效导航卫星的位置保持在接收机的头顶区,造成垂直定位误差远大于水平定位误差,在对垂直定位精度要求高的场合,GPS不能满足要求。采用伪卫星定位技术能够有效解决遮挡对GPS定位精度带来的影响。伪卫星定位的主要思想是利用伪卫星在特定区域代替被遮挡的GPS卫星,一方面增加有效卫星的数量,另一方面改善卫星星座的几何结构,从而扩大GPS的应用范围并提高定位精度。论文以伪卫星发射机的设计为研究主体,在GPS受限场景下,以伪距双差分技术实现兼容现有GPS体系,具有在200米范围内米级定位能力的伪卫星与GPS组合地面定位系统。论文设计了伪卫星的信号格式,给出了基本的设计参数,结合伪卫星与GPS的异同点,对伪卫星的导航电文重新设计。为减小伪卫星时钟误差影响,以GPS双差分模型为基础,建立了伪卫星与GPS的组合伪距双差分模型并设计了相关的算法,在该算法的基础上对单颗伪卫星在联合不同颗GPS情况下的定位性能进行了仿真。仿真结果表明,伪卫星的增加不仅在仅有3颗可视GPS卫星的情况下实现米级的精度,还能在3颗GPS卫星以上的情况下进一步提升定位性能。详细分析了伪卫星的远近效应问题及其解决方案。伪卫星脉冲发射方式通过缩短信号发射时间,减少对GPS弱信号的干扰,实现更广范围内伪卫星与GPS信号的兼容。借鉴GPS软件接收机的思想,建立了脉冲伪卫星联合GPS的信号仿真系统,对伪卫星和GPS的中频信号生成与捕获进行了仿真,仿真结果表明了伪卫星脉冲发射方式在解决伪卫星远近效应上的有效性。实现了以Xilinx FPGA为硬件平台的伪卫星发射机部分软硬件设计,包括关键的基带/中频模块设计和SOPC系统的搭建,并初步设计开发了射频电路。