全球导航卫星系统（GNSS）通过在轨卫星发射无线电信号提供无源定位服务，导航信号的质量对于系统的性能指标至关重要。由于星上载荷核心器件的非理想特性，实际发射的导航信号是理想信号经历了一系列线性失真和非线性失真的产物，相比于传统的GPS导航信号，新型导航信号由于带宽更大受到的影响更为显著。导航信号的失真可能导致系统定位精度和准度下降甚至无法定位，因此对信号发射通道的失真特性进行补偿具有重要的意义。为改善星上发射通道的非理想特性对信号质量的恶化，本文研究了通过导航信号的预失真实现信道补偿的算法，并对预失真的性能进行了评估，开展的具体工作包括以下内容：研究卫星导航信号一般模型及其接收原理，分析信号失真对接收性能的影响；介绍用于导航信号质量评估的有关指标，并分析以上指标与接收机性能的关系；对星上载荷核心器件进行建模，包括无记忆高功放、有记忆高功放、滤波器，分析它们对导航信号质量的影响；提出针对无记忆高功放的查找表预失真算法，包括离线学习和在线学习两套方案，并仿真验证它们的线性化效果；提出针对有记忆高功放的预失真算法，包括基于间接学习结构的记忆多项式法以及滤波器查找表级联法；提出针对滤波器的预失真方法，并仿真验证它对频率响应的改善；仿真验证针对各单独非理想器件以及整体发射通道的预失真算法对导航信号质量的影响。本文的研究表明星上滤波器的群时延波动会对导航信号的定位准度造成严重影响，高功放的非线性特性会导致带外谱再生，此外二者都会带来定位精度以及解调性能的下降。信号预失真对信道失真特性的补偿可转化为导航信号质量指标的全方位显著提升，并最终体现为导航系统服务性能的提升。