混沌现象是在非线性动态系统中出现的一种确定性的、类似随机的过程,这种过程非周期、是一种貌似无规则的运动,不收敛但有界,且对初始值具有极其敏感的依赖性,这些独特的性质使得混沌在保密通信、扩频通信等领域具有很好的应用前景。在测控领域,利用扩频原理的伪码测控技术已获得广泛的应用。传统的扩频测控,使用的伪码主要是m序列、Gold序列,或由这两种序列组合而成的复合序列。在一些领域,测控必须保证安全和保密,而m序列或Gold序列由于其复杂度低,不能满足测控的安全保密性要求,因此寻找非线性高复杂度的伪码进行测控,就成为测控领域的一项新课题。随着混沌理论和技术的发展,混沌信号或由量化而成的混沌序列由于具有良好的类噪声、非周期、非线性等特点,因而受到广泛的关注,并且获得了广泛的应用。利用混沌码进行扩频伪码测控是一个新的发展方向,其研究具有非常普遍的理论价值和应用价值。本文首先介绍了混沌的基本理论,包括混沌的定义、性质,重点介绍了混沌在测控通信中的应用情况。接着介绍了Chebyshev、Tent、Logistic和改进型Logistic四种基本的混沌映射,分析了四种典型的混沌序列的统计特性,对其自相关、互相关性能分别进行了仿真,讨论了四种混沌映射的初始值和分形参数的选择问题。研究了混沌序列的量化方法,并从平衡性、自相关和互相关特性等方面对混沌序列进行优选,给出了优选的流程和方法。研究了混沌扩频通信系统的抗干扰性能,根据混沌扩频的原理,搭建Simulink模型,通过仿真,分析比较了混沌扩频通信系统在高斯白噪声干扰、单频干扰、低频脉冲干扰、部分频段干扰、多址干扰下的误码性能,并与传统的Gold序列扩频通信系统之间的误码性能进行比较,仿真结果表明混沌扩频通信系统具有良好的抗干扰性能。研究了混沌扩频Rake接收技术,通过对现有的计算多用户混沌扩频Rake接收误码率方法的分析,推导出一种新的误码率计算方法,将误码率公式以能量分布、多径数目、用户数和混沌序列平均功率的形式给出,然后进行仿真,结果表明该方法的正确性。最后介绍了伪码测距的基本原理及两种测距方法,同时重点介绍并研究了差分混沌键控系统及混沌自同步方案。根据伪码测距的原理,利用现有的扩频技术、同步技术并结合混沌的特点,设计了两种混沌测距方案,即基于匹配滤波的混沌测距方案和基于DCSK的混沌测距方案。对这两种测距方案的优缺点进行了理论分析和阐述,并对其工作流程和性能进行了仿真分析。理论分析和仿真结果表明这两种混沌测距方案可行。