随着卫星导航应用技术的发展,运用GPS卫星来对载体的姿态进行测量,已经逐渐成为GPS应用的一个新研究方向。本文的主要是以FPGA以及GPS接收机为测量平台,通过对卫星数据的采集及处理,利用载波相位差分原理和伪距差分原理来求得载体的二维姿态。本文首先从GPS卫星构成入手,介绍GPS卫星的主要组成部分以及它们的功能作用,然后介绍GPS卫星导航定位的原理等等。利用这些原理,再对目前研究很多的载体姿态测量做简要的分析。在硬件设计过程中,本文主要对GPS接收机的设计和FPGA的设计做了详细的介绍。首先接收机采用的是LEA-4T芯片,详细介绍了芯片的各种性能与特点,由此来设计GPS接收机。其中对天线模块、电源模块以及串口通信模块等主要部分都进行了详细的阐述。以及印制电路板制作过程中与接收端详对应匹配阻抗设.计等,文中都有详细的设计说明以及实际的设计参数。然后对FPGA最小系统的制作做了介绍,由此基本搭建了对卫星信号采集以及处理的硬件平台。软件的设计方面,用C语言编程实现了对卫星信号的采集,比如对载波相位数据、星历数据、伪距数据等数据的采集。接着在FPGA里嵌入MC8051-IP核,在FPGA上进行仿真与实现。最后将得到的有效数据用来对姿态角进行求解,从而设计出了从对卫星数据的接收读取处理到姿态测量预处理的一套完整仿真系统。在本文的最后部分,对整个设计中所做的工作进行了简要总结以及后续工作的展望。