在GPS卫星定位系统中，军用精密测距码(P码)是周期长达一星期的超长PN(伪序列)码。使用P码进行定位，定位精度高，保密性能好。但由于码周期长、信噪比低、载波多普勒频偏大，在不依靠C/A码引导的情况下，PN码捕获所需的计算量十分巨大。本文研究如何在有限的资源和时间内实现P码的快速直接捕获。 本文从理论上推导了信噪比和PN码捕获概率的关系，得到了一系列的曲线，并分析了多样本检测、载波多普勒频移、残余时间偏差对PN码捕获概率的影响，成为PN码捕获方案设计的理论依据。在此基础上，本文设计了分段截断相关、基于FFT的二维搜索、使用FFT进行快速相关运算等多达十种方案，并对各方案进行参数优化、所需资源计算、复杂度分析等，从中得出用于直捕的最佳设计方案，其计算量仅相当于传统方法的29分之1。本文随后对选用的基于FFT二维搜索方案进行了仿真验证，仿真结果与理论计算非常吻合。本文还针对采用的方案，提出了多种有效的改进方案，包括FFT补零以压缩残余频偏、邻相位相加以降低残余同步误差对捕获概率的影响、分段求大值以提高检测概率和简化硬件实现等。改进措施取得了显著的效果，将等效信噪改善高达6.5dB，相当于增加6倍计算量所得到的信噪比增益。 本文通过优秀的方案设计、精心的参数选取、多种优化策略的使用，成功实现在1分钟内捕获P码，捕获概率大于99﹪，所需资源仅为8181个逻辑单元(1片EP1S40型号FPGA的20﹪)。