全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）在社会发展和军事应用中的作用日益突出,是国民经济的重要支撑,也是国家综合科技实力的重点体现。伴随着社会的进步和应用环境的复杂化,人们对导航定位的需求不断增加,对卫星导航接收机的性能需求也不断提高。在GNSS中,导航接收机对信号的捕获和跟踪处理将直接影响最终的导航输出精度,决定了GNSS接收机的性能。传统GNSS的跟踪环工作原理属于标量跟踪,各个跟踪通道对码相位和载波频率的测量是相互独立的,并没有充分挖掘跟踪环路之间的共性信息。而作为现代导航跟踪技术研究热点之一,矢量跟踪能够融合所有跟踪通道信息,同时与定位输出相结合,使得GNSS接收机在不增加任何外部硬件辅助的情况下具备跟踪弱信号、高动态信号以及抗干扰等能力。另外,作为GNSS的重要组成部分,伪卫星系统已经在GNSS卫星信号遮挡等环境中体现了不可比拟的技术优势。具体的,伪卫星系统可以进一步提高GNSS系统定位精度、改善系统的完好性和可用性。与GPS等系统不同的是,伪卫星系统内部并没有严格的时钟同步机制。伪卫星之间的时钟偏差将在接收机跟踪环中引入新的跟踪误差,严重影响导航接收机性能。因此,导航接收机对伪卫星信号的跟踪环设计同样是信号处理的关键技术。鉴于卫星导航系统的应用背景和接收机设计的发展趋势。针对GNSS矢量跟踪鲁棒性较低和伪卫星跟踪环误差受时钟偏差影响较大等问题,本文开展了GNSS和伪卫星的跟踪环路设计和性能评估研究工作,主要内容和取得的研究成果如下:（1）对矢量跟踪技术进行了性能评估。矢量跟踪技术通过融合所有卫星通道的信息并结合导航解,不断对用户位置、速度、钟差以及钟漂的估计进行优化。相比于传统的标量跟踪技术,矢量跟踪具有桥接瞬时信号、对抗多径以及跟踪高动态和弱信号等优势。但标量跟踪和矢量跟踪具有不同的噪声带宽特性。鉴于此,本文从等价噪声带宽的角度出发,在高动态环境下,利用仿真实验对矢量跟踪的性能进行评估。仿真结果表明,即使在噪声带宽相等的条件下,矢量跟踪环路的性能仍然优于传统标量跟踪。其原因是,矢量跟踪能够联合每个跟踪通道,使得通道之间能够相互辅助,提高跟踪性能。（2）研究了矢量跟踪算法的噪声参数估计问题。现有矢量跟踪环路的核心为扩展卡尔曼滤波器（EKF）,其滤波性能取决于系统模型和噪声统计特性的精确设定。在实际应用中,滤波过程中的噪声项会随着环境的变化而难以准确设置。这使得滤波精度大大降低,甚至会导致滤波发散,严重影响接收机的跟踪精度。针对矢量跟踪中的噪声估计问题,本文提出一种基于神经网络的自适应噪声估计方法。通过分析跟踪过程中的噪声误差相关项,选择环路跟踪参数和期望的观测噪声协方差作为网络训练参数,进而利用神经网络挖掘参数的内在联系。通过实验,分别在高载噪比和低载噪比两种情况下对所提方法的有效性进行了验证,并与传统方法进行对比分析。结果表明所提方法的跟踪和定位精度较传统方法有所提升,证明了所提方法的有效性和可行性。（3）研究了矢量跟踪算法鲁棒性问题。提出了基于无偏有限脉冲响应（Unbiased Finite Impulse Response,UFIR）滤波器的矢量跟踪环路设计方法。分析了该算法的特性并与EKF进行对比,建立了UFIR矢量跟踪环路模型;为进一步提高跟踪性能,设计了以高斯聚类原理为基础的融合滤波器,该滤波器以EKF和UFIR作为子滤波器,利用高斯聚类准则提供融合机理;通过实验数据对所提方法进行验证,实验结果表明该方法能够根据噪声统计情况自适应调整两种滤波器的权重,该滤波器能够兼顾EKF的估计精度以及UFIR算法的鲁棒性。（4）开展了异步伪卫星系统中钟差对跟踪环误差影响的研究工作。要实现伪卫星系统高精度定位,必须消除伪卫星之间的时钟偏差。现有方法主要利用参考接收机构建载波相位双差算法进行解决,但前提条件是要求用户接收机和参考接收机之间需要保持时钟同步。本文重点针对异步伪卫星系统中接收机之间的钟差对跟踪误差以及定位性能的影响进行评估,以自主研制的伪卫星系统原理样机为平台,分别从理论推导和实验验证两方面进行了分析。结果表明,由于用户接收机和参考接收机之间存在钟差,利用双差方法并不能完全消除伪卫星之间的频率偏差。最后针对该问题,分别提出了基于硬件和软件两种解决方法。通过实验证明了所提方法的有效性。