随着全球航运业务的高速发展,如何实现水域监管网络的全球覆盖与船舶信息的实时获取逐渐走入人们的视野,星载船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)的出现解决了这一难题。但同时搭载平台由地面到微纳卫星的转变,也带来了时隙碰撞、多普勒频偏、接收机尺寸与功耗限制等技术难题。其中,星载AIS信号的时隙碰撞问题是造成AIS报文信息丢失,影响接收机性能的重要原因,因此本文重点研究了AIS碰撞信号的分离技术。主要工作如下:1)针对星载AIS信号的时隙碰撞问题,建立了基于阵列接收的多通道碰撞信号分离模型。在对经典独立成分分析算法进行研究的基础上,提出了基于Nadam的信息极大化碰撞信号分离算法。算法利用Nesterov加速自适应矩估计改善了信息极大算法在寻优过程中使用随机梯度下降易陷入局部最优的缺点,能够利用一阶矩与二阶矩信息对学习速率进行自适应调整,取得了很好的碰撞信号分离效果。2)提出了基于L-BFGS的人工蜂群碰撞信号分离算法。在人工蜂群算法的雇佣蜂与观察蜂阶段采用双循环递归的L-BFGS拟牛顿算法进行快速收敛的局部寻优,算法在利用侦查蜂搜索策略保持人工蜂群算法全局寻优能力的同时,拥有更好的局部搜索能力,取得了优异的碰撞信号分离效果。3)针对微纳卫星搭载平台,提出了星载AIS接收机的系统设计方案,给出了信号处理流程设计,完成了小型化、低功耗、高可靠性的星载AIS接收机设计与实现,并对接收机的灵敏度、动态范围、抗多普勒频偏范围以及解碰撞性能进行测试,测试结果表明,接收机性能指标达到设计要求。