全球定位系统(GPS)被认为是当前定位导航授时设备中最重要的发展。GPS应用的关键在于其接收设备的基带处理单元,包括捕获和跟踪环路两个部分。本文的重点就是对捕获和跟踪环路进行Matlab算法研究和硬件实现。在Matlab的Simulink平台上实现软件接收机基带信号处理算法。捕获分别采用时域滑动相关捕获算法和频域快速捕获算法,通过分析比较认为频域快速捕获算法计算量大为减少;在GPS信号跟踪中,采用非相干延迟锁定环,锁相环实现对GPS信号的跟踪。通过比较算法的速度和硬件实现的复杂度,在硬件实现时采用下述方案:1)捕获采用频域快速捕获算法,并采用平均采样技术和创新的峰值检测电路来实现。2)载波跟踪环路采用CORDIC算法实现基于arctan的鉴相器,并采用简单逻辑代替复杂的查找表实现载波DCO。3)码跟踪环路采用基于块调整的策略,当本地生成码和输入信号没对齐时,通过调整输入信号的左右偏移,来更好地匹配本地生成码。在Matlab中根据GPS信号的调制方式设计了用于验证的数据源,并在Xilinx Vertex-4上实现了正确的结果输出。