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随着全球导航卫星系统的高速发展,导航系统的数量也越来越多,比如使用最广泛的GPS导航系统,以及越来越备受关注的中国北斗导航系统等。因此导航频段变得越来越拥挤,且各个频段内的信号相互干扰,在如此情况下,一种二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)调制信号被成功提出,用来解决该问题。而伴随着对BOC信号的深入研究,一系列BOC衍生信号也被提出来应用于各个导航系统中。此外,实际环境中存在着许多干扰因素,给BOC及其衍生信号的捕获带来了困难,因此也成为了国内外学者研究的热点与难点。本文在详细研究了BOC及其衍生信号结构和特性的基础上,着重研究了低信噪比下BOC信号、高动态环境下BOC和高阶双二进制偏移载波(Double Binary Offset Carrier,DBOC)调制信号的捕获问题,以及使用改进的方法实现BOC及其衍生信号的通用无模糊捕获。论文的主要工作如下:(1)针对低信噪比条件下BOC信号的捕获问题,研究了一种基于批处理和Teager-Kaiser(TK)算子的联合捕获算法。该方法首先对接收信号和组合扩频码进行批处理和平均处理,并且将接收信号转换到频域进行多次循环移位,达到多普勒频偏补偿的效果;然后将多个频偏补偿序列与组合扩频码进行圆周相关运算;最后将其中的最大相关值序列经过TK算子处理。研究表明,在同一条件下,本文方法有效提升了检测性能,能够在低信噪比条件下实现BOC信号的捕获。(2)针对高动态环境下加速度引起的多普勒速率导致BOC信号捕获性能降低问题,研究了一种基于部分匹配滤波结合分数阶傅里叶变换(Partial Matched Filtering and Fractional Fourier Fast Transform,PMF-FRFT)的加窗改进方法,能直接实现多普勒速率下BOC信号的有效捕获。而针对高动态环境下加加速度引起的多普勒速率导致DBOC信号无法精确捕获的问题,研究了一种基于部分匹配滤波结合快速傅里叶变换(Partial Matched Filtering and Fast Fourier Transform,PMF-FFT)的方法,对于捕获过程中相关损失和扇贝损失引起的检测性能降低问题,使用了一种离散频谱校正法。该方法首先利用离散多项式相位变换(Discrete Polynomial-phase Transform,DPT)对接收信号动态降阶,然后针对衍生信号DBOC重新设计PMF-FFT算法,最后利用频谱校正法对FFT后的功率谱最大值进行校正。研究表明,在相同条件下,频谱校正法的使用有效提高了捕获性能。(3)针对当前BOC及其衍生信号通用无模糊捕获较困难的的问题,研究了一种基于伪相关函数的无模糊捕获改进方法。该方法首先根据形状码向量的概念构建了BOC信号的互相关函数统一表达式,并提出两组新的形状码向量,然后通过接收信号与形状码向量对应的参考信号做互相关合成得到一个单峰,最后利用单峰与自相关函数合成得到通用无模糊捕获方法。研究表明,在相同条件下,所提方法能够适用于BOC及其衍生信号,能够消除自相关函数的模糊性。