GNSS信号通常会受到人为和自然的干扰,如射频干扰、电离层闪烁、多径效应等。在GNSS接收机的开发和研究过程中,模拟器可以产生各种GNSS信号,但是有些特殊环境是模拟器无法模拟的。由于GNSS信号的不可重复性,对于这些特殊环境下的测试,如果能够实现对GNSS信号的采集、存储和回放,研究人员就可以利用具有真实环境特性的回放信号,相当于模拟器产生的信号或作为模拟器的一部分,实现重复分析和研究该环境下信号的处理算法、信号处理体制的目的。为了能够实现对GNSS信号的采集、存储和回放,本文提出了一种基于USRP与GNU Radio的软件无线电实验平台的设计方案。针对系统设计要求,分别对采集与回放系统实验方案进行了设计,搭建了实验平台,包括硬件实验平台和软件实验平台。最后,利用本系统分别对模拟信号和真实环境的GNSS信号进行了采集回放实验,完成了系统的验证与测试,并对接收到的数据进行了分析与统计。本文的主要研究工作总结如下:（1）课题的需求是对GNSS信号的原始信号进行采集、存储以及回放,基于此,提出了利用软件无线电的思想进行实验的设计思路。确定了本系统使用的软件无线电硬件平台USRP以及软件平台GNU Radio和GNSS SDR。并成功搭建了用于GNSS信号采集回放的实验平台。（2）基于对GNSS信号特性的分析,分别对采集和回放系统方案进行设计,在实验方案设计中借助Ublox商用接收机对GNSS信号进行分析处理,其结果作为回放信号验证时的参考。利用开源项目GNSS SDR对存储在电脑中的数据进行处理,利用得到的信号跟踪结果文件,对采集的信号进行分析。利用商用接收机Ublox与本系统进行性能评估时,载噪比（C/N₀）是很重要的一个参数,本文对三种常用的载噪比估计算法分别进行了仿真分析,并对三种算法性能进行了比较。（3）完成了系统的验证,首先用模拟信号发生器产生了GPS和GLONASS信号,利用本系统对其进行采集存储并回放给Ublox接收机,接收机对回放信号实现了定位解算,定位的结果与模拟信号的位置基本一致。对于真实环境中的卫星信号,本系统对GPS、GLONASS以及北斗三大导航卫星系统的信号进行了采集与回放,通过频谱分析、卫星捕获结果、卫星星空图以及每颗卫星信号的载噪比比值四个方面验证了系统的性能。