全球定位系统(GPS)是国际上新一代卫星导航定位系统,被广泛应用于军用和民用领域,包括车船导航、大地测量、空间飞行器的精密定轨等。随着我国现代化的发展,工业生产和军事应用对接收机定位性能提出了更高的要求。目前硬件接收机难以满足需求,软件接收机由于其信号处理功能的模块化和灵活性等优点,可方便地提高定位精度及兼容性。而GPS信号是用于验证软件接收机性能的数据源。其在信号传输过程中会受到传输、延时、多径干扰等多方面的影响。应用硬件模拟需要投入大量的研发力量和时间。采用软件模拟GPS卫星信号则可利用软件开发的高效、低投入的优势。真实信号的采集则是另外一种获取GPS信号的方法,可采集各种情况下GPS卫星中频数字信号,以应用于后续实时软件接收机的研究。本文做出的主要工作如下:1.详细分析GPS信号下行通信链路,可以从信噪比或载噪比的角度来模拟真实GPS信号在传输过程中的变化,给出了具体的软件生成方法。生成的多卫星模拟GPS信号具有信噪比和多普勒频移均可调的特性。2.在分析数字相关处理芯片GP2021内部架构的基础上,设计出软件接收机。同时给出通道内状态机结构,编写了大量实现代码,能够正确完成信号的捕获、跟踪、导航电文解调等基带信号处理。3.提出一种采集GPS信号的方法,设计出GPS信号采集系统,由天线、射频前端、位-串转换模块、数据采集模块等部分组成。其数据存储格式与上述软件接收机相兼容,可为实时软件接收机的研究提供真实信号。本文所研究的模拟GPS信号生成方法和软件接收机的开发对GPS信号处理有一定的借鉴意义,而信号采集则可以提供真实数据源,均可应用到后续的实时软件接收机的研究和制造中。