全球定位系统(GPS)是全球导航卫星系统(GNSS)中应用最广的一种系统。目前，GPS市场已经进入了广泛型发展阶段，各种类型的应用在方便用户的同时，也对GPS接收机的性能提出了更高的要求。面对市场份额主要为国外大型GPS芯片厂商所占据的现状，研发具有自主知识产权的高性能GPS接收机芯片具有重要的实用价值和巨大的经济意义。而基带的核心算法，直接影响着整个接收机的灵敏度、定位精度、首次定位时间(TTFF)等性能，也决定了芯片的成本。本论文围绕GPS接收机基带设计中所涉及的两项核心技术-捕获和跟踪的算法展开研究，力求提高GPS信号捕获灵敏度，改善跟踪稳健性和定位精度，并设计实现—款GPS高灵敏度快速捕获引擎。论文的主要研究内容与贡献包括：　　 1.提出了一种通用的伪码并行搜索门限设定方法，该方法可以方便地对近似门限进行准确的补偿，并具有良好的鲁棒性。　　 2.深入研究了循环相关结合FFT的高灵敏度GPS信号快速捕获算法，设计了一种GPS高灵敏度快速捕获方案，并推导了信号捕获的虚警概率和发现概率，为捕获门限和驻留时间的设计提供了理论依据。　　 3.改进了载波跟踪数字锁相环(DPLL)的环路参数设计准则并使用可控根(Controlled-Root)法对DPLL进行了建模仿真。基于该模型分析了环路参数对瞬态、稳态响应的各项特性和热噪声性能的影响。　　 4.提出了一种多相关支路混合间距延迟锁定环的新型码跟踪环结构。基于该结构提出了两种码跟踪环算法-窄相关扩展延迟锁定环(NcExtDLL)和窄相关选择延迟锁定环(NcSeIDLL)，解决了现有DLL设计不能兼顾跟踪精度和牵引范围的问题，提高了环路的稳健性，改善了用户的定位精度。　　 5.设计实现了一款采用循环相关结合FFT算法的GPS高灵敏度快速捕获引擎，捕获灵敏度达到了-178dBW。