随着卫星导航系统的广泛应用，对其工作精度及抗打击能力的要求也日益提升，仅仅依靠地面站来维持其正常运行的方式已经无法保障导航系统的自主运行。因此，通过星间测量、星间通信及星上的信息处理等手段实现卫星自主导航已显得尤为重要，即实现星间链路（ISL-Inter Satellite Links）功能。为此，提供卫星导航系统自主运行与更新能力的星间链路机理及其通信关键技术研究已成为焦点。本文在分析现有GPS星间链路通信机理的基础上，结合星间通信相应要求，对星间链路的通信体制、信号形式、同步方式及抗干扰性能进行了深入研究。为增强通信的抗干扰、抗截获能力，星间通信以扩频技术为核心，而跳频和直接序列扩频体制是扩频通信的关键支撑；因此，研究中依据扩频体制的不同分别对基于跳频体制的星间链路和基于直接序列扩频体制的星间链路进行了设计。星间链路具有两种通信模式即测距模式和数据模式，其在不同通信体制下对应的信息处理方式也有所差异。为此，针对基于跳频体制的BPSK和FSK调制信号，建立了以循环相关同步字头法为核心的同步方法；针对基于直接序列扩频体制的BOC和UQPSK调制信号，实现测距信息与数据信息合并传输，进而完成了高效的同步处理。进一步，对空间潜在的干扰因素进行了分析，确定星间通信中的干扰信号形式，对基于不同体制的星间链路通信系统进行了干扰测试并对其抗干扰性能进行分析。在理论研究的基础上，利用MATLAB7.1仿真平台分别进行了基于直接序列扩频体制和跳频体制星间链路的仿真实现与抗干扰性能的分析，验证了上述星间链路通信系统设计的正确性和有效性。