卫星星间测距与卫星星间通信链路的建立和维持是卫星自主导航的关键技术之一。卫星星间链路信号具有很大的多普勒频移和传输时延不确定性,使得信号捕获的难度增加。但在实际的情况下,卫星星间链路信号的接收方总能够得到关于接收信号的先验信息辅助信号的捕获。本课题主要研究存在先验信息辅助的条件下导航卫星的星间链路信号的捕获以及参数估计方法。首先,针对借助先验辅助信息缩小后的伪码相位和多普勒频移搜索范围内信号的捕获,本文提出一种基于码相位多普勒频移联合搜索算法的信号捕获算法。该算法克服了限制伪码相位的搜索算法所存在的相关峰值退化、伪码相位搜索范围较小时计算量大的不足以及码相位多普勒频移联合搜索算法的多普勒频移搜索步长固定的缺陷。仿真表明提出的算法在伪码相位搜索范围较小时具有更好的性能。其次,根据导航卫星星间相对运动的特点提出一种先验信息辅助的星间链路信号捕获方法。该方法借助先验信息缩小多普勒频移和伪码相位的搜索范围,采用基于码相位多普勒频移联合搜索算法的信号捕获算法完成星间链路信号的捕获。同时本文分析了影响该捕获方法多普勒频移和伪码相位搜索范围的几种因素。仿真表明先验信息辅助的星间链路信号捕获方法较常规信号捕获算法在性能上有很大的提升。最后,为进一步缩小先验信息辅助下星间链路信号捕获方法多普勒频移和伪码相位的搜索范围,提出基于卡尔曼滤波的星间链路信号参数估计算法。该算法通过对先前各捕获时刻卫星星间距离和相对速度的量测值进行卡尔曼滤波处理得到当前信号捕获时刻卫星星间距离和相对速度的预测值,以此估计接收信号的参数。仿真表明提出的算法对信号捕获时刻星间链路信号参数的估计具有更高的估计精度。