卫星导航产业作为继互联网、移动通信之后发展最快的信息产业之一,受到世界各国的极大重视。GNSS软件接收机技术作为其重要组成部分更是取得了长足进展。它突破了以往接收机功能单一,可扩展性差和以硬件为核心的设计局限,凭借其可升级性,功能的可配置性,以及平台的通用性、灵活性、开放性等众多优点,成为卫星导航接收机的重要发展方向。随着导航定位系统应用日趋广泛,对软件接收机定位精度的要求也日益提高。因此,寻找更加高效、精确的定位方法成为软件接收机研究中一个重要的方向。本文选取了典型的GPS系统作为具体研究对象,主要研究工作包括:GPS信号捕获、跟踪算法的研究,GPS定位算法的研究,软件接收机的设计与仿真三个方面:1.GPS信号捕获、跟踪算法的研究。主要是对GPS信号结构、特性进行分析,利用从中频信号采集器得到的GPS中频信号,完成对其捕获、跟踪算法的仿真验证,并进一步通过码同步、帧同步等一系列处理,最终提取出伪距、载波相位多普勒频率,解调出导航电文。其中,GPS信号的捕获分别采用连续搜索捕获算法、频域快速捕获算法(FFT相关捕获算法)和改进的批式捕获法。通过分析比较,验证了FFT相关捕获算法相对于连续搜索捕获算法在计算量上的优势;证明了改进的批式捕获算法能够判断捕获到更多的卫星,可以为后期的载波相位定位算法提供足够多的可用卫星。2.基于软件接收机的GPS定位算法。本文在得到导航电文、伪距、载波相位等有用信息后,利用现行的导航定位算法和载波相位定位算法分别对用户位置求解,并对两次的定位结果进行比较,验证了载波相位定位算法对定位精度提高的有效性。3.设计并仿真实现了软件接收机的主要功能。软件接收机主要功能包括:中频数据预处理、信号捕获和跟踪显示、码同步和帧同步的显示、导航电文的读取、伪距和载波相位信息的提取、卫星位置的显示、不同定位方法的定位结果输出及对比。考虑到软件的实用性,研究了软件接收机界面的可操作性与交互性,提供了友好的人机界面。本文对GPS信号捕获、跟踪、伪距定位和载波相位定位算法进行分析、仿真与验证,实践证明,上述算法实验效果良好,为实现GPS软件接收机的主要功能奠定了坚实的理论基础,具有较高的实际应用价值。