全球导航卫星系统已成为大国的关键技术设施。为了提升各自系统的竞争力，现代化导航信号均呈现多频、多分量、多服务的特点。如何将同一频点或相邻频点的多个信号分量合路为一个恒包络信号，以最大化星上高功放功率效率且不产生信号失真，是信号设计中关注的热点。另一方面，频率兼容及性能提升的需求，促使 BOC调制在GNSS信号设计中得到广泛应用。然而，BOC调制信号的自相关函数呈多峰特性，容易因误锁副峰而引入无法容忍的测距偏差。因此，GNSS信号的恒包络调制以及BOC信号无模糊跟踪，是导航信号发-收环节中的两个焦点问题。针对上述问题，本文研究了GNSS信号的单频、双频和多频恒包络调制方法，以及BOC信号无模糊跟踪方法。本文具体工作如下：　　第一，提出了一种基于系数优化的准恒包络调制(CQEM)方法。论文首先对POCET方法进行了介绍，指出现有方法的局限性，进而研究了基于系数优化的恒包络调制方法。该方法将恒包络调制信号表示为有用信号分量和交调乘积信号项的和，通过优化所有信号项的复系数来实现恒包络调制，并达到最佳的复用效率。本方法基于数值优化过程，能以两种模式工作。第一种工作模式下能达到与POCET方法相同的复用效率，主要优点是能够预先设置交调信号项的组成。第二种模式中，能够预先设置复用效率，在以较小的包络波动为代价的条件下，能实现比POCET方法更高的复用效率。　　第二，提出了一种名为双边带增强的交替二进制偏移载波(DEAl-BOC)调制的双频恒包络调制方法。不同于等功率配比的AltBOC调制，DEAl-BOC调制的四个信号分量的功率配比可以灵活调整。介绍了 DEAl-BOC调制的基本原理，并针对三种有代表性的实例，分析了信号的性质。基于 DEAl-BOC，提出了交织的DEAl-BOC(IDEAl-BOC)调制，在保持功率配比不变的前提下，进一步提升了复用效率。通过仿真验证信号的性能，结果表明，DEAl-BOC调制与IDEAl-BOC调制增强了功率配比的灵活性。　　第三，提出了一种相位最优的多频恒包络(POMCE)调制方法。该方法通过优化一个二维相位表中的所有相位值，能够满足设计的功率和相位约束，同时实现最佳的复用效率。POMCE对信号分量的个数、相位关系以及子载波采样率没有特殊的要求，即POMCE是一种一般性的多频恒包络调制方法。基于POMCE方法，本文针对北斗B1和B2信号的后向兼容问题，给出了相应的恒包络调制方案建议。提出方案的功率谱密度和相关函数通过仿真进行了验证，结果表明POMCE方法能够将位于不同载波的信号分量结合为恒包络调制信号。　　第四，提出了两个基于组合相关函数的正弦BOC信号无模糊跟踪方法。主要特点是使用了两个新设计的本地参考信号，利用BOC信号与两个本地参考信号间的互相关函数，产生无模糊的组合相关函数。本文给出了两个无模糊跟踪方法中使用的非相干的鉴别函数，表示为V1和V2，并推导了热噪声下的码跟踪误差的理论表达式，然后仿真分析了热噪声和多径的影响。结果表明V1更易实现且有好的多径抑制性能，但码跟踪性能降低。V2具有更好的码跟踪精度，能够为高阶BOC提供健壮的跟踪过程，但是需要两个额外的复相关器。