异步扩频测控体制在我国的卫星导航测距领域应用广泛,该体制的研究重点就是如何实现对异步扩频信号的解扩解调。异步扩频信号的解扩解调过程中,又大致分为以下几个部分:伪码相位与多普勒频偏的粗捕、伪码相位的跟踪、载波频率的捕获与同步、符号同步等。在星地通信中,对扩频信号捕获和跟踪的难度远大于地面通信,其原因主要有两个方面:首先是信道环境较为复杂,接收到的信号信噪比难以保障;另一方面,通信设备所在载体往往具有较高的移动速度和加速度,这就带来了较高的多普勒频移和频移变化率,大大增加了的难度。本文针对课题要求,在对现有常用捕获、跟踪方法进行研究的基础上,设计了针对低信噪比、高动态的异步直接扩频信号进行捕获和跟踪的算法,并对其进行了仿真和FPGA实现。主要内容包括:阐述了扩频通信领域目前常用的几种伪码捕获方法,分析了它们各自的实现原理与性能情况,指出其优缺点,并使用Matlab加以仿真;提出了改进的"基于频域并行捕获技术"方案,不但可以适应较大的输入信噪比范围和多普勒范围,而且大大缩小了运算量,将捕获时间缩短至1.4秒以内,仿真表明,它可以在载噪比55dBHz下实现捕获概率100%,误捕概率为0;设计了跟踪精度较高的载波辅助的DLL码跟踪环路架构;设计了能在较大的动态下完成相位的精确跟踪的双环路载波跟踪环;设计了基于早迟门的符号同步方案。最后,针对某航天工程应用,本文对异步直接扩频信号的捕获和载波同步算法进行了硬件实现。