随着全球卫星导航定位系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）的发展,其用途也不再局限于定位导航。GNSS掩星观测遥感技术,可以提供全球化、全天候、高垂直分辨率的大气剖面信息,在气象、天文等方面有着广泛的应用。而随着商业航天的兴起,商业掩星探测又成为GNSS遥感的热点话题。商业化意味着接收机有设计周期短、成本低、设备体积小以及支持后续更新等特点。商用小型化接收机采用成熟的商用等级硬件平台,信号处理与软件控制系统是其最核心的技术。本文以传统GNSS掩星接收机设计为基础,进行创新设计,实现了一款基于ZYNQ 7020芯片的商用小型化多模GNSS掩星接收机的控制软件系统。本文首先介绍了商业掩星探测背景以及国内外研究现状,之后从GNSS发展历程出发,讲述了GNSS掩星探测的基本理论,说明了GNSS掩星探测系统组成,并阐明了商用小型化多模GNSS掩星接收机的优势。其次,介绍了商用小型化多模GNSS接收机整体设计方案,并对其控制软件进行模块化实现。其中定位模块实现接收机定位解算;掩星模块实现掩星预测与掩星跟踪功能;数据模块实现接收机数据发送与命令接收,将掩星观测数据传输到地面供后续计算。此外针对GNSS各大系统提出新型导频+数据调制方式,本文根据其载波相位关系,以传统开环跟踪方法为基础,提出一种导频分量与数据分量联合开环跟踪算法。与传统方法对比,该方法在不改动硬件电路的前提下,可以提高信号载噪比,提高载波相位跟踪精度,提高了跟踪的稳定性,为反演计算提供了更精确的数据。最后在上述设计的基础上,将本文设计接收机进行模拟在轨初步验证,在实验过程中,设备的各项功能与精度指标均能达到,所提出联合开环跟踪方法可以获取更高的观测信号强度和开环载波相位观测精度,证明了接收机整体设计的正确性,为后续在轨运行提供了可靠技术支持。