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目前，世界上现有的全球导航卫星系统(GNSS)主要包括：美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统和欧盟的GALILEO系统以及中国的“北斗”系统。GNSS使全球导航卫星系统具有前所未有的优势和先进性，而对于装配在高动态载体上的导航接收机，卫星与接收机之间相对很高的运动速度和加速度以及加加速度会在接收到的GNSS信号载波频率上产生很大的多普勒频移及其一阶和二阶导数。因此，用在高动态环境下的GNSS导航接收机需要有相应的高动态跟踪方案。本文主要研究高动态接收机中的跟踪环路方案的设计。本文以GPS系统为例，分析了GPS信号的结构和特性，研究并总结了三种捕获算法，分析了各种算法的原理，最后比较了它们的运算量以及实现的复杂度。本文重点设计了GNSS接收机中的跟踪环路，包括载波跟踪环路的设计和码跟踪环路方案的设计。为解决传统锁相环(PLL)在高动态环境下的跟踪精度问题，将自适应渐消滤波和二阶卡尔曼滤波相结合研究了一种新的自适应二阶卡尔曼滤波算法，并且提出了一种利用新息协方差计算渐消因子的方法，通过自适应渐消因子在线调节误差协方差矩阵补偿不完整信息的影响，使滤波器在系统模型不完整或者噪声统计特性不准确时仍接近最优。基于自适应二阶卡尔曼滤波算法提出了一种高动态GPS载波跟踪环的设计方案。对于码跟踪环路，本文采用的是超前—滞后非相干跟踪环路。为了解决跟踪精度和动态跟踪能力之间的矛盾，本文采用载波辅助技术，以消除动态对码环的直接影响，提高了环路的跟踪性能。本文对设计的载波跟踪环路和伪码跟踪环路进行了仿真验证，设计了一种典型的高动态仿真环境，将本文设计的载波跟踪方法和传统的三阶PLL方法进行对比论证，仿真结果表明了该文提出的方案较传统PLL的跟踪精度有显著提高，对于频率跟踪精度的改善达到了9.28Hz。而伪码跟踪环在载波环的辅助下，消除了动态对码跟踪环的直接影响，具有较好的跟踪效果。