目前，GPS 全球定位系统在全世界得到了广泛的应用，其用户端设备—GPS接收机的技术水平随之迅猛发展。本文对高动态环境下GPS接收机关键模块的设计做了理论分析，并对实现方案做了仿真验证。论文的主要工作包括以下几个方面： 概括介绍了GPS系统及GPS接收机原理，总结了在方案设计中由高动态工作环境引入的问题，讨论了适应高动态环境特点的几项关键技术的原理：基于FFT的信号快捕技术、非相干超前一滞后延迟锁定环技术、AFC叉积自动频率控制环技术和高阶Costas环跟踪载波相位技术。在此基础上提出了一种高动态GPS C/A码接收机设计方案，并对其实现的系统结构和参数设计作了详细说明，仿真验证了算法的可行性。 对基于FFT实现伪码快速捕获的环路结构和算法做了重点分析，提出了固定阀值与最大值检测相结合的峰值判决算法。对锁频环和锁相环跟踪载波的性能进行了分析比较，得到二者在噪声性能和动态应力方面互补的结论，提出了一种二阶FLL与三阶PLL相结合的载波跟踪方案。在matlab仿真平台上，设计了的L波段单载频高动态GPS卫星信号，设计方案中涉及的捕获与跟踪环路的所有算法在此平台上通过了仿真验证。 基于环路仿真方案，编写了GPS软件接收机的代码，并对GPS卫星实测信号数据做了处理，成功捕获到多颗可视卫星信号，且成功跟踪到信号并解调出导航数据。最后给出了该软件接收机的部分实现程序。