随着海上交通运输的不断发展,对海域进行有效的实时监测以保证船舶航行安全也变得越来越重要。星载AIS系统凭借其接收信号覆盖范围广、实时性高、不受国籍限制等优点受到了广泛的关注。由于卫星覆盖范围广,接收到的信号中存在冲突信号,这对合理构建星载AIS系统以及选择正确的解调解码信息关键技术有很高的要求。本论文依托航天研究院共同合作的“AIS技术研究”项目,对星载AIS信号源、AIS接收机设计进行了详细的研究分析。首先,本论文阐述了AIS系统以及星载AIS系统的研究意义以及现今国内外的研究现状,重点分析了GB/T20068-2006船载自动识别系统(AIS)技术要求中的AIS信号源机制和星载AIS系统中所涉及的相关核心技术。其次,提出了星载AIS系统的设计方案,在协议规定和相关技术研究基础上实现AIS信号源与接收机的设计,包括卫星信道模型建立、AIS信号源研究、改进的GMSK解调算法等。根据系统实现需求,提出了一种时频联合帧同步算法,并针对无冲突信号与冲突信号进行了不同的处理与改进。最后,基于MATLAB对单天线单用户、单天线多用户进行系统级仿真,统计不同功率差、时延差、多普勒频偏差情况下的误码率与误帧率,验证系统的可行性与正确性。仿真结果表明,构建的星载AIS系统能对软件生成的数据以及硬件接收的数据进行解调,验证了该系统的正确性。同时,通过仿真可以得出,对于无冲突的信号,系统解调性能非常高,对于冲突信号,其解调性能与冲突信号的差异性有关,当冲突信号间差异越大,解调性能越好。