随着遥测技术的不断发展以及对航空遥测系统研究的不断深入,人们认识到现有的遥测系统中还存在着很多的不足之处,近年来新一代遥测网络启动了增强遥测综合网(iNET)项目的开发计划,采用具有高频谱利用率的SOQPSK-TG传输体制以提高遥测系统的性能。然而在信息传输过程中,噪声、多径衰落和不可避免的干扰等严重影响了通信的可靠性,尤其在多径衰落信道下,部分响应SOQPSK-TG信号的同步对传输性能起着至关重要的作用,同时在引入高性能信道编码技术的遥测通信系统中,如何在低信噪比下获得SOQPSK-TG信号的较为精确的同步具有重要的研究意义。本文在对航空遥测系统采用的SOQPSK-TG传输信号的特性和载波参数估计的国内外研究现状进行介绍的基础上,研究了加性高斯白噪声(AWGN)信道下的经典载波参数估计算法,并在遥测系统多径衰落信道环境下对经典的估计算法进行修正;针对宽范围和高精度的估计需求,提出了联合估计算法;针对低信噪比下编码SOQPSK-TG信号的载波同步,研究了编码辅助的载波同步算法。首先对AWGN信道下经典时域自相关函数估计算法和频域周期图估计算法进行研究,提出了一种新的载波参数估计算法,基于眼图和信息熵的载波参数估计,以BPSK信号为例进行仿真分析,并扩展到多进制调制的情况做进一步分析。然后介绍了航空遥测多径衰落信道及其信道模型,对适用于AWGN信道的经典时域和频域估计算法的估计子进行修正,使其适用于多径衰落信道的环境,并在典型的航空遥测多径衰落信道下对修正算法进行了仿真和分析。仿真结果表明,修正的经典时域估计算法具有较高的估计精度,但其估计范围相对较小,修正的经典频域估计算法具有较大的估计范围,但其估计精度相对较低。接着,针对多径衰落信道下修正的经典估计器不能同时兼顾估计范围和估计精度的问题,提出了两种级联模式下的载波频偏估计算法,基于时域的两步频偏估计算法和时频结合的频偏估计算法。仿真结果表明,基于时域的两步频偏估计算法,和单独采用修正的经典时域估计算法相比,其估计范围是原来的两倍,估计精度可以达到修正克拉美罗界(MCRB);时频结合的频偏估计算法,在归一化频偏为[]-0.5(10),0.5的范围内都可以进行较为准确的估计,其估计精度接近MCRB。最后,针对采用高性能信道编码技术的iNET系统,研究了编码辅助载波参数估计算法。先利用导频序列进行粗估计,然后对粗估补偿后的信号利用导频和译码软信息进行细估计。仿真结果表明,编码辅助估计算法在较低信噪比下可以获得理想的同步性能,与理想同步相比,误比特率的性能损失在0.2dB以内。