低轨卫星的频谱使用环境与高轨大卫星相比有一些区别，一方面低轨卫星覆盖全球，因此频率协调难度较大，可用频段较少;另一方面日益拥挤的频谱资源以及复杂的干扰环境也降低了低轨卫星通信的系统可靠性。为了增加低轨卫星的可用频谱范围，并躲避干扰提高通信的稳定性，本文提出利用频谱感知技术寻找频谱空穴，并采用频谱迁移技术实现不同频段间的切换。　　本文首先研究了上行链路的频谱感知及频谱迁移系统架构，并根据低轨卫星通信系统的特点，探讨了约束条件和衡量指标;随后重点探讨了星上的频谱感知和判决算法，地面多星数据融合及信息挖掘的方法;最后研究了频谱的迁移策略。论文的创新点主要有:　　1.低轨卫星上行链路频谱感知及频谱迁移系统架构设计及论证。本创新点旨在根据低轨卫星与地面系统的区别，提出合适的频谱感知和频谱迁移系统架构及衡量指标。本文讨论了频谱感知的步长、带宽和迁移步长等指标，并将系统划分为星地两级，利用星上的单星感知抵抗突发性干扰，地面的多星合作感知抵抗持续性干扰;　　2.提出了星上的单星频谱感知及判决算法。本创新点包括基于拉普拉斯塔式分解的多分辨率频谱感知(MRSDSS)算法和基于噪声方差估计的自适应门限算法。相比较于普通的能量检测算法，MRSDSS算法可以提高频谱空穴的搜索的准确度，而自适应门限技术可以降低固定阈值的局限性从而提高检测精度。这两种算法可以保证卫星躲避突发性干扰;　　3.提出了地面多星数据融合及信息挖掘的方法。本创新点包括二维差值迭代分割(TDDIP)算法和基于置信度融合的多星合作判决算法。TDDIP算法通过波束自身的交叠特性提升感知结果的空间分辨率，仿真结果证明此方法不需要增加星上处理负担，即可定位持续存在的干扰信号。基于置信度融合的多星合作判决利用多次感知的分集增益提升了感知精度，并且有效地解决了隐藏终端的问题;　　4.提出了地面频谱迁移方案的形成策略。本创新点包括低轨卫星通信频谱感知及频率迁移系统的性能度量和效用函数构建，并提出基于系统吞吐量预判的频谱迁移策略。仿真证明了本方法比其他的衡量标准和迁移策略更适合于低轨卫星系统的特性。同时本文也针对持续性干扰和突发性干扰的不同，提出了具体的频谱迁移流程。