伪卫星是一种布设在陆地、海礁等区域的导航信号发生器,它既可以用来解决全球导航卫星系统(GNSS)在某些环境中定位精度低、甚至无法定位的问题,也可以通过多颗伪卫星同步组网构成伪卫星网络,实现独立的导航定位。我国北斗全球卫星导航系统(BDS)已初步建成,北斗卫星导航技术进入了一个新的研究阶段,服务北斗系统的伪卫星技术已成为众多学者和研究机构的研究热点。本文在研究BDS和传统伪卫星技术的基础上,基于通用软件无线电外设(USRP)设计了一款北斗伪卫星收发机原型系统,对系统中的部分关键技术进行技术验证。首先,综述了北斗伪卫星关键技术和软件无线电技术的国内外研究现状,参照BDS的信号结构研究了北斗伪卫星信号应具备的结构特征,对比多种伪卫星时间同步技术,分析研究了北斗伪卫星时间同步处理方案。其次,详细介绍了北斗伪卫星系统的组成,给出了基于USRP的伪卫星收发机的整体设计框图,搭建了系统开发的开源软件无线电(GNU Radio)和USRP软硬件平台。文中重点研究了北斗伪卫星信号的生成机制,在GNU Radio软件平台上完成了北斗伪卫星基带信号源的设计与实现,并进行了仿真验证,同时给出了基于USRP的发射单元数模转换和射频处理模块的硬件功能设计。再次,结合北斗伪卫星收发机的工作原理研究了接收单元的中频数字信号处理机制,包括信号的捕获和跟踪算法,并在GNU Radio软件平台上实现了收发机的中频数字信号处理功能和相关仿真验证。基于USRP完成了接收单元整体的功能模块设计,包括USRP子板的射频处理、母板的模数转换等。然后,针对多颗北斗伪卫星之间的同步组网问题,基于对Locata系统时间同步技术的分析,给出了北斗伪卫星系统的同步组网方案及北斗伪卫星收发机之间的时间同步机制,并完成了相关算法设计,通过仿真验证该方案可以有效实现北斗伪卫星信号之间的准确时钟同步。最后,对本文各项研究工作进行了总结和展望,并为下一步的研究提出了方向和建议。