近年来,随着四大全球卫星导航系统(GPS、GLONASS、GALILEO、BDS,即GNSS导航系统)的日趋完善,以及中国、俄罗斯、美国和欧洲通过共建服务平台、共享服务信息、状态信息等全球卫星导航系统方面的国际合作,更是促进了GNSS导航技术的发展。相对于传统的单星定位接收系统,GNSS导航接收系统(简称GNSS接收系统)在实际应用中定位精度有了极大的提升,这对于社会的生产和人们的日常生活有着重要的意义,特别是GNSS接收系统在无人机航测上的应用。由于GNSS接收系统兼容四大全球卫星导航系统,因此增加了定位的实时观测卫星数,避免了无人机在航测时由于跟踪的卫星信号丢失而导致卫星失锁,并且GNSS接收系统通过结合实时载波相位差分RTK技术以及多频差分技术显著的提高了定位的精度。无人机航测在工程测量、地形勘测、农业植保等都有着重要应用。不仅在精度上的有高要求,且无人机处于动态高空的作业模式,因此定位坐标获取的速度和实时性也有一定的要求。同时考虑无人机的连续作业,在保证定位精度的前提下实现航测系统的轻型化设计。故本论文基于GNSS接收系统从以下的关键技术点来研究:(一)通过GNSS信号的频率特性的研究,分析GNSS接收天线设计的关键技术。设计使用单层辐射结构的微带天线,通过对辐射贴片开槽和开设缝隙的方法,改变天线的辐射电场分布,实现天线在多频点上的谐振,并结合辐射元的切角和天线馈电点位置来实现天线的圆极化以及达到轻型化目的。最后在HFSS平台进行天线性能的仿真分析。(二)通过对GNSS信号的结构特性及捕获跟踪的原理进行分析后,对GNSS信号捕获时与接收码的运算通过傅里叶转换到频域中进行,接着再通过傅里叶逆变换IFFT将频域的运算结果变换到时域中进行,实现信号的捕获,减少搜索捕获的时间,并通过Costas环和DLL环来实现GNSS信号的载波和相位的高精度跟踪。(三)无人机航测的GNSS模块设计,其GNSS的数据传输通过设计Wi Fi模块以及采用与CPU Cortex-A8的UART接口通信来实现,将终端接收到的GNSS原始数据进行解析,并调用到软件界面供用户实时监测,实现无人机的交互应用。