随着我国北斗卫星导航系统的快速发展,接收机技术尤其是基带信号处理算法的研究成为发展导航系统应用方面的关键。在了解北斗卫星信号体制格式后,对北斗接收机基带信号核心算法包括捕获和跟踪算法进行深入研究。文中首先详细研究了捕获算法,讨论了串行时域搜索算法、并行频率搜索算法和基于FFT的并行码相位搜索算法,并对经典的FFT算法进行仿真实现。针对传统捕获方法在效率或运算量上存在的弊端,研究了基于PMF-FFT的改进捕获算法,运用“部分匹配滤波+快速傅里叶变换”的方案,增大码相位搜索步进量,对信号分段叠加后进行处理,根据实测信号处理结果可得,改进算法在复杂度和运算量上均得到优化,提高了接收机的效率。在对信号进行成功捕获后,本课题继续讨论了跟踪算法,按照系统的设计结构,将跟踪环路分为了载波跟踪环和码跟踪环两部分并分别进行了研究。在载波跟踪环设计中,首先介绍了锁相环和科斯塔斯环技术,采用锁频环辅助锁相环的思想完成载波跟踪;在码环设计中,利用延迟锁定环技术进行搭建,通过对超前码、即时码、滞后码的相干积分处理,实现伪码跟踪。最后,将步进相关捕获算法在FPGA上进行仿真实现,利用FPGA并行处理的特点,增加相关通道来提高捕获效率。将整个捕获系统按照功能划分为载波NCO模块、本地码NCO模块、以及运算单元模块,在Quartus II软件中使用Verilog HDL语言对各个模块进行了设计并在Modelsim软件中进行功能仿真,结果表明该算法可以有效的捕获北斗卫星信号。