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全球卫星导航系统是基于人造卫星的高精度导航定位系统,它可以为用户提供全天候的天气、位置信息、精确授时等服务。目前,该系统主要包括:美国的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)、俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)、中国的北斗卫星导航系统(BeiDou Satellite Navigation System,BDS)以及欧洲的伽利略系统(Galileo)。相较而言,GPS是目前应用最广泛、用户数量最多、最成熟的导航系统,而中国正在部署的北斗卫星导航系统在结构及定位导航原理上与GPS系统类似,因此研究GPS系统对北斗卫星导航系统的后续发展有着重要的借鉴意义。基带信号处理是GPS接收机的重要部分,基带接收机通过GPS基带信号的捕获和跟踪,将接收的GPS信号解调,获得包含各类定位参数的导航电文,为后续的导航定位提供解算数据。整个过程需要进行大量的数字信号处理,因而基带芯片也是整个接收机功耗较大的部分。如何能在保持精度不变的前提下减少数字信号处理的计算量,从而降低基带芯片的功耗,是卫星接收机特别是其在移动应用中研究的热点问题。本文首先详细地介绍了接收机的定位原理,然后对三种GPS基带信号捕获算法进行了研究和比较。选择效率较高的并行码相位搜索捕获算法做进一步的研究,并提出了一种基于均匀下采样的渐进码相位捕获方式。这种改进的算法将整个捕获过程分成粗捕获和精捕获,通过均匀下采样的方式减少信号相关计算的长度,从而减少相关计算量,同时利用渐近码相位细化的精捕获方法将粗捕获得到的码相位进行细化,以此保证捕获精度基本不变。这种渐进的码相位捕获方式克服了原始算法中捕获精度和计算量之间的矛盾,在保证捕获精度基本不变的前提下降低了计算量。整个算法在Matlab平台上进行软件仿真,在FPGA平台上进行了硬件仿真。结果显示,根据下采样率的不同,改进的并行码相位搜索捕获算法与传统算法相比可以减少约25%-67%的计算量。在下采样率为16时进行FPGA设计,改进的算法可以节省硬件资源,其中查找表资源减少了 43%,存储资源减少了 72%,数字信号处理资源减少了 54%。