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量子密钥分发基于量子力学的基本定律，应用海森堡不确定原理和量子态不可克隆定理实现的无条件的绝对安全的保密通信，以其绝对的安全性在各个国家各个领域竞相追逐。目前在地面已经实现两百公里的量子密钥分发，但是受信道衰减和目前技术的限制地面量子密钥分发在距离上很难大幅提升。以卫星为中继的量子密钥分发成为远距离量子通信最切实可行的方案之一。 为进行星地之间的量子密钥分发，需要完成对发送端和接收端的测量事例在时间上进行同步，达到收发双方量子信号一一映射的目的。因此时间同步成为了星地量子密钥分发成功的关键部分之一，同步性能的优劣将直接影响最终密钥分发的结果。 星地量子密钥分发中的同步方法是本论文的主要研究内容。基于BB84方案的量子密钥分发，这里提出了四种同步方案，分别是基于GPS脉冲的时间同步方法、基于同步光外同步的时间同步方法、同步光与量子光共波长以及同步光与量子光不共波长的内同步时间方案。 发射端和接收端采集装置的晶振频率偏差将导致两端采集的时间不一致。因此需要精确的得到采集装置的频率差，并以此校准收发双方时间。由于GPS脉冲不具有累计误差的特性，利用此性质可以在收发两端探测GPS信号并且采集量子脉冲信号。以此便可利用两端采集的GPS时间差，根据文中提出的频率补偿算法来实现时间同步的目的。基于同步光的外同步时间同步方案相对于GPS同步方案拥有更高的同步精度。该方案在GPS时间同步方案的基础上增加了高强度的同步光脉冲，与量子光相比同步光只是用于传输基准信号，没有加载量子态，发射的能量较高且频率比量子光低的多，故在接收端同步光很容易被获取。利用量子光与同步光的比例关系同步量子信号。同步光的外同步方案与内同步方案基本相同，其主要区别在于内同步方案同步光驱动信号与量子光驱动信号同源。因此发射端无需采集同步信号，节省时间测量资源以及存储资源。课题提出的同步方案很好的解决了星地量子密钥分发中同步精度高卫星资源利用少的问题。四种同步方案在100MHz的发射频率33dB衰减信道下，其同步精度、密钥误码率、密钥成码率分别为：GPS同步方案密钥误码率低于1.8％，成码率为3028bit/s；外同步方案的密钥误码率为1.31%，成码率为3792bit/s；量子光与同步光不共波长的内同步方案的密钥误码率为1.10%，成码率为3789bit/s；量子光与同步光不共波长的内同步方案的密钥误码率为1.35%，成码率为3672bit/s。