随着美国GPS系统的发展，GPS导航定位已经越来越多地被人们所使用。而普通的GPS接收机在高楼密集、树荫遮挡、室内等环境中定位的可用性与可靠性下降。在这些环境下由于信号传播过程中的反射、衍射、散射等原因造成的多径效应会造成信号之间的相互干扰，衰减严重，导致信号功率低于-150dBm，而普通GPS接收机的灵敏度仅为-130dBm。因此如何提高GPS接收机的灵敏度成为当前迫切需要解决的问题。　　 研究发现，GPS信号捕获与跟踪模块的灵敏度决定了GPS接收机在弱信号环境中的性能，因此本文对弱信号环境下的捕获和跟踪算法进行研究。关于弱信号的捕获算法，本文首先批处理的捕获方法，即利用相干积分和非相干积分结合的方法来增加信号增益，并提出一种运算量更小，更快的DBZP捕获方法；分析多普勒效应对捕获的影响，改进批处理和DBZP两种捕获方法，提高了捕获概率，避免了多普勒效应对捕获的影响；并针对导航电文翻转问题提出应对方法。关于弱信号的跟踪算法，由于传统的PLL和DLL跟踪环的鉴别器的非线性因素，加上信号相位的动态变化，锁相环在低载噪比的情况下失锁，无法跟踪弱信号。所以在弱信号的跟踪方面，本文构造微弱信号的状态和测量模型，运用卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波和平淡卡尔曼滤波代替传统的PLL环和DLL环，来实现微弱信号的跟踪。　　 最后，将批处理捕获算法移植到了TMS320C6416 DSP开发板，通过接收到的实际GPS信号，验证此算法。