重力场测量和卫星编队飞行等技术的发展，对星间测距精度提出了越来越高的要求。再生伪码测距是指测控应答机对上行伪码测距信号进行恢复，并重新调制到下行载波的测距方法。再生伪码测距本身不仅能达到较高测距精度，而且可以与载波测距相结合，形成通用的精密星间测距方案。虽然国外机构和学者对再生伪码测距理论已有一定研究，但在许多方面还不够成熟和完善，其中包括：(1)伪码测距信号波形仅限于矩形波和MSK波形，对于其它波形及相应的最优波形设计，还没有进行研究；(2)已经提出了多种再生测距码以满足不同场合的需要，但在现有的再生结构下，测距信号的跟踪精度和测距码的捕获时间性能始终存在难于取舍的问题；(3)虽然已开始在数字测控应答机中集成再生伪码测距功能，但关于数字实现对伪码恢复性能的影响，还未见详细分析；(4)对于伪码测距通道和数据通道的相互影响问题，还未见深入分析。本文围绕上述问题开展研究工作，重点研究测控应答机对上行伪码测距信号的再生性能。针对所采用的伪码再生结构，对热噪声条件下的伪码再生性能进行分析，包括码跟踪环对测距信号的跟踪性能和相关器组对码序列的捕获性能，得出这些性能的影响因素。除却这些影响因素，本文从伪码测距信号本身着手，研究提高再生性能的方法。首先研究伪码信号波形的影响，对测距信号限定相同带宽的条件下，对不同波形测距信号对码跟踪环跟踪性能的影响进行分析和仿真。结果表明，不同的信号波形导致不同的环路鉴相增益，从而导致不同的跟踪性能，在此基础上得出最佳伪码信号波形。其次，采用不同的测距码，能提升码跟踪环的跟踪性能或者码序列的捕获性能。在现有的测距码中，JPL1999的跟踪性能最优，而T2／T2B的码捕获性能最佳。然而，不管何种测距码，若采用传统伪码再生结构，其定时跟踪性能与码序列捕获性能往往是相互制约的。本文提出一种新的伪码再生方法，即在测距码捕获并锁定之后，用再生后的测距码代替钟码作为码跟踪环鉴相器的校正输入。分析和仿真结果表明，该方法能在不影响码捕获性能的前提下提高环路的跟踪精度。其中T2／T2B测距码的环路抖动方差减小约2.6dB，加上原本优异的捕获性能，新方法使得此测距码具有较好的整体性能。实际测控应答机中存在各种导致伪码再生性能恶化的诸多因素，论文对一些重要因素进行研究。对由于频率基准源不稳引起的误差进行了分析，结果表明存在使环路跟踪性能最佳的带宽点，并且最佳带宽需要根据信噪比条件动态设置。采用正交欠采样技术能简化数字处理，但奇偶分离后的I、Q两路信号之间存在着固定相位差。另外，在数字载波环路中采用CORDIC技术，能大大提高数字资源利用效率。论文针对正交欠采样和CORDIC实现的数字解调方法，分析解调对后续伪码跟踪环跟踪性能的影响。结果表明，在一般的多普勒条件下，固定相位差对性能的影响较小，从而不需对I、Q两路进行相位补偿。此外，详细分析了数据通道在PCM／PSK／PM和SP-L／PM两种调制方式下对码跟踪环跟踪性能的影响。结果表明，码跟踪环跟踪性能的损失与信噪比和信号干扰比有关，而信号干扰比又同数据速率与伪码速率之比有关。数据通道干扰的影响可能达到较大的程度，但若选择合适的数据速率，可使信号干扰比取很大值，从而大大降低干扰的影响。为了对理论分析结果进行验证，论文还从灵活性和可扩展性、模块化、低功耗小型化等原则出发，设计出基于中频采样的数字域闭合的测控应答机。测控应答机实现了全数字调制、数字接收以及再生伪码测距等信号处理功能，解决了多普勒补偿等在伪码测距中的关键问题，并以此为基础建立了星间伪码测距系统。在此基础上，对伪码再生性能进行了实验，结果显示码捕获时间性能与理论符合；关于码跟踪环的相位抖动方差，在低信噪比段与信噪比成反比，而在高信噪比段，性能曲线趋于平坦。这是由于在低信噪比段，热噪声其主导作用，而在高信噪比段，数字实现和参考源相位噪声的影响占据主导，这些都与理论分析和仿真结果一致。最后对整个伪码测距系统进行了测试，测距精度达到2米左右，处于预计范围之内。通过本文工作，对测距伪码的再生性能进行了较为深入的研究，并对数字测控应答机和伪码测距系统的一些实现问题进行了探讨。这些工作对精密伪码测距的工程实现和系统优化具有一定的指导意义，对今后伪码测距技术的发展是非常有益的。