近年来,微纳卫星集群编队受到国内外航天界普遍关注。本文以此为应用背景,针对微纳卫星星间通信与高精度测距受体积、重量与功耗严格限制的难题,提出基于GMSK+PN调制的多星间通信测距一体化技术,解决了微纳卫星在集群编队时对通信和构型解算的迫切需求,本文主要研究内容包括:研究了基于GMSK+PN体制的软件无线电调制、解调、分离、搜索和捕获方法,在完成载波同步、位同步与环路滤波算法的设计基础上,系统地分析了PN码叠加方式、调制指数及环路滤波带宽对调制误码性能的影响。进一步地,在实现了码钟搜索、子码捕获与复合码相位解算的基础上,分析了不同信噪比下的捕获误差。提出了基于通信测距一体化技术的微纳多星间的相对定位与星群构型解算方法,解决了集群编队构型快速、精确解算的难题,在此基础上进一步分析了星间测量误差对星间定位解算精度的影响,并在理论上获得了基于该方法进行集群构型解算的最短时间。最后,完成了星间测距通信一体化原理样机研制,对通信测距核心算法进行了实验验证,实现了测距功能。结果表明,本文提出的基于GMSK+PN的通信测距一体化技术原理正确,指标合理,可推广应用至微纳卫星集群编队中。