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随着全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）的不断发展,L波段导航信号将日趋拥挤,开发新的频段资源是加快GNSS系统演进的重要手段。国际电联（International Telecommunication Union,ITU）已将S（2483.5MHz-2500MHz）和C波段（5010MHz-5030MHz）分配给导航业务,尽管S或C波段信号难以超越L波段信号性能,但L、S和C波段信号的测量值组合不仅可以提高定位精度,而且可以增加卫星导航服务多样性和扩展新业务,因此多波段导航势必将成为未来GNSS系统的关键技术。GNSS信号体制设计决定导航系统性能上界,调制方案是导航信号体制设计中最为重要的环节,影响导航信号的码跟踪精度,抗多径能力和兼容性。考虑到L和S波段日趋严峻的无线频谱兼容性问题,C波段严格的带外约束条件以及S和C波段严重的空间损耗,在多波段导航模式下,设计一种多波段通用且兼顾带外约束性和导航性能的信号模型,为加快多波段导航实用化进程具有重要的现实意义。鉴于连续相位调制（Continuous Phase Modulation,CPM）具有恒定包络且相位连续,功率效能与频带效能高,参数调整灵活的特点,特别适用于采用非线性高功率放大器且功率和带宽均受限的GNSS系统,为此,论文针对基于CPM调制的多波段导航信号模型展开研究,旨在提高多波段导航定位精度与可靠性,增强信号鲁棒性,以及提升GNSS综合性能。论文的主要研究内容如下:第一,在多波段导航模式下,研究未来北斗L、S和C波段多频测量值组合模型,提出基于超宽巷（Extra Wide-Lane,EWL）、宽巷（Wide-Lane,WL）、中巷（Medium-Lane,ML）和窄巷（Narrow-Lane,NL）的多波段多频测量值组合。设计S和C波段频点分布,建立北斗L、S和C波段多频测量值组合模型,通过巷数、电离层因子和观测噪声因子分析超宽巷、宽巷、中巷和窄巷多波段多频测量值组合特性,完成长基线和短基线场景下多波段多频测量值组合的优选。第二,设计CPM码跟踪环路与完善GNSS信号抗多径能力的质量评估技术。研究CPM自相关特性,设计适用于CPM匹配接收的码跟踪环路模型。鉴于目前的多径分析方法仅考虑一条反射路径,而对于多条反射信号的干扰分析仍处于隐函数分析方法,研究多径评估技术机理,在N条多径信号存在的条件下,推导相干与非相干码跟踪环路通用多径误差包络显函数表达式。第三,针对现代GNSS调制的高频谱旁瓣会加剧L,S和C波段无线频谱兼容性问题,提出CPM作为多波段导航信号的调制方案。建立CPM时域和频域数学模型,研究不同调制参数对CPM功率谱特性的影响,进一步提出CPM作为单主瓣和双主瓣GNSS信号的参数设计方法,并完成对不同CPM子族的评估与优选。考虑到L、S和C波段频点分布与兼容性需求,同时又要兼顾GNSS信号性能,利用CPM在GNSS应用中的参数设计方法和优选的CPM子族,完成各波段CPM调制方案的设计与评估。第四,针对奇偶校验（Low Density Parity Check,LDPC）码与CPM串行级联的LDPC-CPM信号模型在多波段导航中存在正反馈和实时性问题,提出基于外信息加权处理的动态迭代停止算法。为弥补S和C波段严重的空间损耗,提出基于软输入软输出（Soft-Input Soft-Output,SISO）算法的LDPC-CPM信号模型应用于多波段导航系统,然后引入外信息加权处理方法以抑制该模型在低Eb N0下的正反馈问题,同时提升中高Eb N0下的系统收敛性。针对系统迭代检测实时性问题,利用外信息转移（Extrinsic Information Transfer,EXIT）技术和基于互信息的动态迭代停止算法对LDPC-CPM接收机的内外迭代机制进行优化以实现比特错误率（Bit Error Rate,BER）性能与迭代译码时延的完美折中。