近年来,低轨道通信因其传输时延小、路径损耗小的特点而受到广泛的应用,被认为是最新最有前途的卫星通信系统。但是,由于低轨道卫星的运转速度极大,致使星地与星间通信会存在大的多普勒频偏的情况。卫星通信一般采用扩频通信技术来克服系统中的电磁互扰、阴影效应、多径衰落等影响。而扩频通信有别于其他通信系统中的伪码同步,是系统正常有效工作的前提。LEO扩频码同步捕获问题,一直受到广泛关注。本文研究的FFT补偿部分匹配滤波器(PMF: Partial Matched Filters combined with FFT)的伪码捕获算法就是解决大多普勒频偏下的伪码同步捕获的难题,并在FPGA平台上验证了该算法的可行性。首先,本文分析了扩频通信技术的理论基础,以及直接序列扩频通信技术的数学模型,认真学习了扩频通信的技术特点。重点研究了现阶段的伪码同步技术,尤其是对匹配滤波器法的快速同步捕获原理进行了详细的数学推导。并指出了匹配滤波器的捕获方法受多普勒频率偏移影响的程度。其次,分析并研究了基于PMF-FFT的快速捕获算法的基本原理。从数学上推导了该算法在克服多普勒频偏的效力,指出FFT补偿匹配滤波器的捕获方法是实现时频二维搜索的有效方法。对于该算法存在的扇贝损失问题,分析并研究了存储补零以及加窗补偿的两种有效方法。并在窗函数法的基础上,改进了窗函数的结构,基本消除了扇贝损失的影响。此外,提出了一种与窗函数法等效的实现方法,且具有更为简单的结构。对于PMF固有的低通特性带来的衰减问题,采用了对接收的数据进行加窗处理的方法。之后对改进算法进行了评价,说明了改进算法在同等条件下较原始算法,具有更高的检测概率和更短的平均捕获时间。最后,本文根据改进后的PMF-FFT同步捕获算法,结合高速发展的FPGA数字技术,在权衡硬件资源和捕获时间的前提下,提出了一种可实现的PMF-FFT的捕获结构。详细的研究了PMF、FFT等重要子模块的FPGA的具体设计,并将各个子模块构成了有机的同步捕获系统。