高动态环境给GPS扩频接收机中伪码与载波的捕获和跟踪带来很多问题,例如使载波产生较大的多普勒频移和频率变化率等。本文针对高动态下的GPS接收机中的载波同步问题进行了深入研究,设计了鉴频鉴相联合的跟踪方案,采用了变增益变带宽策略,重点对科斯塔斯环进行了数字化设计,完成了方案的Matlab/Simulink仿真和性能分析。　　论文的主要工作包括下述几个方面:　　文章首先概述了GPS系统及组成等,分析了GPS信号的组成、产生原理及信号发射的BPSK调制模型,完成了GPS信号生成过程的仿真。详细分析了高动态产生的多普勒频移对码同步和数据解调造成的影响。　　在第四章中,首先对典型的最大似然估计算法、扩展卡尔曼滤波算法、数字锁相环技术进行了简单的理论分析,并分析了其性能。结合GPS调制信号的特点,详细分析了锁相环技术,比较了一阶锁相环与二阶锁相环的特性和不同鉴相器的鉴相特性,对环路滤波器进行了数字化设计。在高动态下,结合锁频环和锁相环的优点,设计出了采用联合跟踪的方案:初始跟踪用四相鉴频器跟踪频率变化,能较快地消除大部分多普勒频移的影响,在剩余频差不大的范围内,用锁频环跟踪使剩余频差相差至很小时,转入Costas环跟踪的方案,对方案的组成模块进行了设计和参数计算。重点分析了带有锁定/假锁机制的数字Costas环,采用了变增益变带宽环路策略。分析了改进环路的性能及环路易出现的问题等。　　最后,用Matlab/Simulink工具箱对给出的方案及关键组成模块进行了仿真,并给出了仿真结果和相应的性能分析,理论分析及仿真验证了给出的方案具有较好的动态跟踪性能,很好地解决了高动态所带来的问题。并在Matlab7.1、Quartus II6.0、DSP Builder6.0环境下进行了硬件联合仿真,相关的仿真结果能够达到设计的逻辑要求,表明联合仿真是可行的。