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在美国GPS的现代化、欧洲Galileo系统的出现、俄罗斯GLONASS的复兴和中国“北斗二代”部署的大背景下，软件接收机的研究已经称为一个必然的趋势。
本文以GPS为对象，阐述了PRN（伪随机码）生成、GPS信号调制过程、接收机前端的下变频、采样等基本原理，同时详细分析了GPS信号捕获、跟踪过程。
在GPS信号捕获环节中，为了能使算法适用于实际的硬件开发，改进了GPS捕获算法包括补零计算、循环相关改进、降采样。实验结果显示，补零计算可以弥补算法中采样点不基于2N的不足，循环相关改进可以减少卷积的计算量，降采样可以减少整体计算数据量。三种改进算法的误差都在理论范围之内，不影响捕获的最终结果。
在GPS信号跟踪环节中，主要推导了锁相环（PLL）、延迟锁定环（DLL）、锁频环（FLL）的模型，而且同时改进了跟踪环路，采用了FLL辅助PLL完成跟踪的方法，前期FLL与PLL共同工作，后期PLL独立工作。实验结果显示了该辅助方法的可行性与优越性（FLL能够辅助PLL快速跟踪上目标卫星以防失锁）。最后提出了各环路编程实现过程中的要点问题。
最后探讨了Virtex2pFPGA开发板原理，详细说明了SystemGenerator中的XILINX模块的结构及参数配置。为了能在FPGA（可编程门阵列）上实现GPS信号并行捕获算法，采用了前面补零计算来弥补算法中采样点不基于2N的不足，降采样来减少整体数据量，并且在Simulink环境下运用基于FPGA的应用软件SystemGenerator进行了并行捕获算法的FFT模块、虚数乘法模块，平方模块等搭建编程，同时采用了Matlab中的M文件将采样数据仿真成模拟信号导入完成仿真实验，并将仿真结果与Matlab结果进行了相应的比较和分析，得到与Matlab结果同样的捕获频率，虽码相位具有误差，但通过具体分析，该码相位误差由补零计算和降采样引起，证实了SystemGenerator在FPGA实现捕获算法可行性。
本文研究的基于SystemGenerator的FPGA开发，为以后软件接收机的后序硬件开发奠定了基础。