锁相环(Phase-Locked Loop, PLL)在全球定位系统(Global Positioning System, GPS)接收机中用来实现对输入信号的跟踪并给出精确的载波相位测量值。PLL的环路性能包括噪声性能（对噪声的滤除能力）、动态性能（对动态的跟踪能力）以及跟踪性能(跟踪精度)。这几种性能之间相互联系又充满了矛盾。跟踪性能和噪声性能有关，表现为静态误差。噪声性能越好，静态误差越小，跟踪精度越高。跟踪性能在一定的时候和动态性能也有关，当环路不能无误差地跟踪信号动态时，跟踪精度将会受到影响，表现为动态误差。静态误差和动态误差对环路带宽的要求相互矛盾。减小环路带宽，一方面可以减小静态误差，另一方面也增大了动态误差。在高动态环境下，传统的锁相环方法通常会牺牲PLL的跟踪性能以满足其动态性能，通过采取这种折衷的办法以实现PLL对高动态信号的跟踪能力。因此，本文围绕PLL的静态误差和动态误差对环路带宽的要求相互矛盾的问题，旨在研究如何在不损失PLL跟踪性能的前提下满足其对高动态信号的跟踪能力，以实现提高PLL在高动态环境下环路性能的目的。为了改善高动态环境下PLL的环路性能，本文分别针对环路滤波器、环路噪声和环路带宽三个影响PLL环路性能的主要因素，提出了三种解决方法：基于UKF的PLL跟踪算法、基于小波降噪技术的PLL跟踪算法以及基于自适应带宽方法的PLL跟踪算法。其中，针对环路滤波器对PLL环路性能的影响，基于UKF的PLL跟踪算法利用卡尔曼滤波器代替传统锁相环中的环路滤波器，从根本上解决了PLL的静态误差和动态误差对环路带宽的要求相互矛盾的问题。而针对环路噪声对PLL环路性能的影响，小波降噪技术则通过对环路噪声进行降噪处理，使得在允许扩展PLL环路带宽的前提下，能够有效地降低环路滤波器带宽内的噪声功率，以达到跟踪高动态信号的目的。针对环路带宽对PLL环路性能的影响，基于自适应带宽方法的PLL跟踪算法根据对输入信号动态特性的估计，利用接收信号的载噪比信息通过迭代的方法计算得到最优带宽值，使得环路带宽能够随着输入信号动态的变化而进行实时调整，从而改善了高动态环境下PLL的环路性能。为了分析本文所提出的三种算法对PLL环路性能的改善效果，在Matlab平台下利用GPS信号在不同动态模型和不同仿真参数(不同载噪比和不同环路带宽)的条件下对本文所提出的算法进行了仿真实验。仿真结果表明，在高动态环境下，本文所提出三种算法的噪声性能、动态性能以及跟踪性能均优于传统PLL的环路性能。基于UKF的PLL跟踪算法在具有优异跟踪精度同时也具有良好的噪声滤除能力和动态跟踪能力，但是由于该算法利用卡尔曼滤波器代替了传统锁相环中的环路滤波器，所以算法复杂度的提升较为明显，在硬件接收机中实现该算法存在一定的困难，在软件接收机中实现该算法所需的计算量明显高于本文所提出的另外两种算法。因此，对于实时性要求较高以及系统复杂度要求较低的高动态卫星导航信号跟踪的情况而言，基于小波降噪技术的PLL跟踪算法和基于自适应带宽方法的PLL跟踪算法显然更为适用。其中，基于小波降噪技术的PLL跟踪算法适用于信号动态以及输入载噪比未知的情况，而基于自适应带宽方法的PLL跟踪算法则适用于信号动态以及输入载噪比已知的情况，并且这两种算法的环路动态性能均能够满足高动态环境的要求。