GPS(全球定位系统)是新一代的导航定位系统,它向广大用户提供精确的定时和定位服务。高动态给GPS信号带来较高的多普勒频移,使伪随机码产生动态时延,很容易造成载波跟踪环和码跟踪环失锁,难以保持载波和码跟踪同步,使接收机难以自适应调整。为缩短盲捕时间,快速捕获信号,防止伪码延迟锁相环失锁,提高跟踪环路的动态应力等方面都成为研究高动态接收机快速捕获和跟踪技术的核心和关键。本文正是研究高动态GPS信号的快速捕获与跟踪方法。本文首先阐述了C/A码的生成原理,为适应快速捕获,针对高动态C/A码的特性,研究在高动态条件下基于时域滑动相关捕获法、基于FFT的并行捕获算法、基于特征值的匹配滤波器捕获算法等方法,通过仿真分析、比较了这些算法的性能,包括捕获时间、计算复杂度等指标上的差异,除时域滑动相关捕获法不适合于高动态捕获外,其它的捕获算法都能适合对高动态GPS信号的快速捕获,而且性能优良。把信号处理和模式识别的思想运用于高动态GPS信号的捕获,提出了基于特征值的匹配滤波器的快速捕获算法,并建立起计算和选取特征值的理论依据(模型和处理步骤),通过与FFT并行捕获算法作仿真比较,得到了与其相近的快速捕获性能,验证了算法的有效性。其次,为进一步提高捕获精度,加快后续跟踪环路的入锁时间,比较与研究了载波和码跟踪性能。锁频环是通过测量本地载波频率和输入载波之间的频率差来保持对输入信号频率的跟踪,锁相环是通过测量本地载波相位和输入载波之间的相位差来保持对输入信号相位的跟踪。伪码跟踪主要是以超前-滞后结构形式的延迟锁定环(DDLL),载波跟踪主要是以Costas(科斯塔)环为主。最后,用Matlab对这些算法进行了仿真,仿真的结果验证了算法的正确性。