随着近代航天技术的大力发展,人造卫星的研发也向小型化目标迈进,同时对与之配套使用的星地测控与数传技术要求也日益严苛。目前我国主流的星地测控与数传方式为扩频通信和统一载波通信,其技术已经相对成熟,功能优越且性能稳定。但由于测控应答机与数传机独立分离工作,设备造价昂贵且占用过多星上资源。本论文以某航天研究所实际项目为支撑,首先设计了混合模式下的星地测控通信方式,其核心思想是在同一数字系统中集成多种通信体制,并利用软件控制进行自由切换,实现测控与数传功能的融合,以满足不同通信场景需求。接着对混合通信模式下的发射端与接收端进行构建,设计了各信号处理模块以及上下行测量信号帧结构。同时实现了对大多普勒动态下的信号捕获与跟踪,涉及技术包括一种频域并行捕获技术、DLL环路伪码跟踪技术和双环路载波跟踪技术,并对各处理模块性能进行了仿真与分析。最终在基于FPGA的数字平台上进行总体功能实现,给出了测试结果与分析。研究结果表明,依托现代软件无线电设计技术所提出的多模式一体化测控方案,改进了传统星地测控与数传分离的工作方式,且在大多普勒动态环境下性能优良,因此更加适用于微小型卫星工作环境。