全球导航卫星系统(GNSS)广泛应用于军民各个领域中,发展GNSS相关技术不但对于交通运输的导航有着重要意义,而且关系到军事技术的发展和国家安全,我国也正在积极地投入到北斗导航系统的研究中。GNSS发展至今,已经能够实现精确的定位和授时等功能,与一般通信系统相比,卫星系统由于通信体制及信号的特殊性,依然存着一些问题亟待解决。同步是实现通信传输的前提,而捕获是同步的首要任务。由于卫星与地面接收机之间存在相对运动,信号传播过程中所产生的多普勒频偏,所以GNSS捕获是一个时频二维的搜索过程,所需的计算量急剧增加。此外,GNSS信号所采用的伪随机码序列较长,需要搜索的码片数量随之增加,也给GNSS信号的捕获带来了很大难度。降低伪码捕获算法复杂度的对于系统实现具有重要的意义。现有伪码捕获算法大多基于序列的相关性,提出了一些降低GNSS捕获复杂度的方法。然而,基于序列相关性的捕获算法已被广泛研究,复杂度降低的可行性比较有限。本文首先介绍了GNSS的发展情况和GNSS捕获技术的重要研究意义。然后通过对GNSS信号特性和卫星相对运动进行研究,分析多普勒频偏和伪随机码长度对于伪码捕获复杂度的影响。接着对现有基于序列相关性的捕获算法进行仿真分析,对比各种捕获算法的性能和降低复杂度的方式,为下一步研究打下基础。为进一步探索降低捕获复杂度的可行性,分别借助压缩感知理论和相位相关技术,研究了两种捕获方案。基于压缩感知理论捕获算法利用GNSS信号的稀疏特性,可以将高维度的信号捕获过程转化为一个低维度的优化问题,通过凸松弛或贪心算法迭代的方式予以解决。而基于相位相关的捕获方法,通过对信号序列赋予附加相位,并分析接收信号与本地伪码之间的相位关系来实现捕获的,通过对该算法捕获结构的调整,进一步提升了捕获性能。通过仿真分析和复杂度研究得出:在信噪比环境比较理想的情况下,基于压缩感知的捕获算法能够正确完成捕获,相较基于序列相关性的捕获算法,其计算复杂度大幅降低,但在较为恶劣的噪声条件下,其捕获性能迅速恶化;基于相位相关的捕获算法,在保证一定性能的条件下,仅使用加法运算就可以完成捕获,与基于序列相关的捕获算法相比,性能上差异不大,在一定的应用场景下,可以有效降低捕获算法复杂度。