为了满足民用用户对复杂环境下高精度导航定位的需求,美国政府启动了GPS的现代化计划,其中的一个重要内容是在L2频点上增加了一个新的民用信号,即L2C信号。与已有的L1C/A信号相比,L2C信号由于采用前向纠错编码和时分复用技术等若干技术,因而具有更低的载波跟踪门限和数据解调门限,更适合在室内或丛林地带等复杂环境下的应用。同时,民用用户可以通过同时接收L1C/A信号和L2C信号校正电离层传输延时,从而得到精度更高的定位结果。目前已有8颗现代化的GPS卫星播发L2C信号,预计未来几年L2C信号将全面投入使用。本文主要研究L2C信号的捕获和跟踪算法,并在软件接收机上实现了对L2C信号的实时处理。 根据L2C信号结构的特点,捕获可以针对L2C CM码和CL码分别进行。在CM码捕获算法的研究中,借鉴重叠舍弃和折叠思想,采用三种便于进行非相干累加的改进算法对CM码进行捕获,并以捕获概率作为衡量性能指标比较了三种算法的捕获性能和运算量。对CL码捕获,研究了重叠舍弃、延长补零和折叠三种直接捕获算法,并对算法的捕获性能和运算量进行了比较。仿真结果表明,在相同的捕获条件下,无论是CM码捕获还是CL码捕获,采用折叠思想改进的算法与其它算法相比均以牺牲部分捕获性能为代价换取最低的运算量。 对L2C信号的跟踪,研究了CM码跟踪、CL码跟踪和融合跟踪三种算法,并以跟踪误差的方差作为衡量跟踪性能的指标对三种算法进行了比较。仿真结果表明,在相同的跟踪条件下,无论是载波跟踪还是伪码跟踪,融合跟踪算法都具有更优的跟踪性能,而CL码跟踪算法性能次之,CM码跟踪结果抖动最大。 为了能在软件接收机中实现对L2C信号的实时处理,研究了信号处理进程的构架和关键技术。该进程一共创建了三个线程,并以类的形式对各功能模块进行管理。针对本地载波、本地码的生成和相关运算等计算量大的问题,对载波剥离和伪码剥离算法进行了研究,最终采用分段下变频算法和固定本地伪码算法实现了信号的解调和解扩工作。目前软件接收机已能实时处理L2C信号并得到正确的定位结果。