卫星通信能够以较低的成本获得极大的覆盖范围,能够对受到地理和政治因素制约的地面通信系统提供有效的补充。在地面通信系统逐渐发展至饱和的当下,拓展通信系统的边界,建立空天地一体化通信网络成为了通信技术发展的重要方向。卫星通信存在安全性问题,其通信信号容易被非合作方检测、截获并进行后续处理。有必要在卫星通信波形中使用安全技术以提高卫星通信的可靠性。传统卫星通信使用扩频技术,提高了安全性能,得到了广泛的应用。低截获概率信号检测问题获得了非常大的进展,产生了能够有效检测扩频信号特征的技术,使传统扩频技术不再具有足够的安全性。本文设计了一种卫星通信安全波形,在传统扩频通信的基础上提出以时间信息为根的伪随机码生成机制,使用生成的时变伪随机码作为控制序列选择当前信号使用的扩频码、跳频频点和调制方式,获得了理想的抗截获性能。卫星通信信道一般具有高动态与低信噪比的特点,卫星通信中的信号同步一直以来都是非常重要的问题。传统直扩技术在提高抗截获性能的同时能对信号同步提供帮助,但卫星通信安全波形使用了非平稳技术,抑制了信号中的周期特征,对同步技术提出了更高的要求。PMF-FFT算法具有优秀的同步性能,该算法的各种优化算法在卫星通信领域得到了广泛的应用。但在卫星通信环境下存在功率和处理能力的限制,使用该算法进行信号检测,在能耗与运算效率上仍然存在优化的空间。本文提出了一种基于跳频和跳码扩频双图案的能量检测算法,该算法能够以符号周期为步长进行搜索。本文分析了这种同步方法的性能,确定了最佳参数并进行了蒙特卡洛仿真。将该算法性能和复杂度与其他一些算法进行对比,证明了使用该算法作为粗同步算法,PMF-FFT算法作为精同步算法组成同步机制时,能够大幅降低运算量并维持PMF-FFT算法的良好同步性能。