本文以软件GPS接收机为研究平台，从信号处理与分析的角度，首先介绍了数字信号处理的一般方法，简要分析了从连续时间信号傅立叶变换(FT)到离散傅立叶变换(DFT)的从量变到质变的过程，然后利用离散傅立叶变换的时域循环卷积的性质，推导了在GPS信号捕获处理中有重要地位的循环相关捕获算法，从而使原来隐藏在芯片中的数字信号处理原理更加清晰易懂，为GPS软件接收机的实现和算法改进奠定了理论基础。接下来，本文结合软件GPS接收机针对普通信号的算法和开源GPS接收机代码，对接收机的工作原理，尤其是其关键处理流程—捕获、跟踪和导航给出了详细的解释，绘出关键部件的原理图及算法流程图，并分别给出算法的数学表示，然后结合实际采集的数据得到的各个环节的输出结果进行分析，为今后算法的改进提供了有力的支持。 本文在介绍了一般捕获原理与方法之后，给出了针对弱信号的相干积分与非相干积分相结合的算法基本原理，并在此基础上实现了弱信号的捕获。用实际采集的微弱信号进行实验，对比分析了不同长度数据的相干积分和非相干积分的灵敏度结果，验证了前述理论。