GPS即为全球定位系统,具有全球覆盖、全天候工作等特点。目前,GPS接收机在陆用、航空和海事等领域的应用越来越广泛,为用户定位和导航发挥着巨大的作用。随着GPS的升级和新的卫星导航系统的发展,相比较传统GPS接收机,GPS软件接收机具有的成本低、灵活性高等优点越来越突出。本文重点对GPS软件接收机的捕获和跟踪部分进行了研究,并在Matlab中进行了定位解算。首先,本文介绍了GPS信号包含的主要内容。然后,在捕获部分讨论了时域滑动相关算法、并行频域搜索和并行码相位搜索捕获算法,并采用并行码相位搜索捕获算法对GPS数字信号进行捕获。在跟踪部分,码跟踪环路采用非相干延迟锁定环(DLL),载波跟踪环路采用Costas环,并利用捕获得到的初始码相位和频率实现了对信号的跟踪。最后,本文对经过捕获和跟踪处理的GPS信号进行了同步和奇偶校验等处理,提取出了导航电文,并根据电文中的参数计算出了用户的位置坐标。本文在捕获部分选用了在Matlab环境下执行时间短、性能高的并行码相位搜索捕获算法,提高了GPS软件接收机的定位速度和定位精度。载波跟踪环路采用了对180°相位转换不敏感的Costas环,保证了载波跟踪环路对信号的正确跟踪。码跟踪环路采用了性能良好的超前滞后能量差相位鉴别器。在码元差大于1/2码元时,环路依然能够保持对信号的跟踪。跟踪部分还将码跟踪环和载波跟踪环组合在一起,降低了跟踪环路的复杂度。另外在Matlab环境下,编写了捕获、跟踪和数据处理等程序,用软件方式实现了对用户的定位。这种实现方法节约了成本,并且可以根据环境设置不同的门限值和参数,还可以对程序进行更改用于接收处理其他卫星定位系统的信号,具有很大灵活性。