近年来,全球定位导航系统(GPS)在民用和军用领域发挥着越来越重大的作用,基于GPS的电子设备有广泛的市场应用前景;GPS在现代战争中扮演着精确制导的角色。所有这些因素促使各国政府大力提倡发展本国导航定位系统,我国已经完成了北斗双星导航定位系统的前期建设,有待进一步完善系统,为军民提供更好的服务。本文做出的主要工作如下:(一)全球定位系统在设计信号调制技术时采用基于扩频技术的CDMA技术,因此本文首先对扩频通信系统进行了深入的研究,分析了扩频通信系统的结构原理,在此基础上对扩频系统中的扩频码进行了阐述和分析,综合考虑直接序列扩频通信系统所涉及的信号生成、接收和捕获原理,设计了扩频通信系统的仿真平台。利用设计的平台对扩频系统进行模拟,在SNR为-21dB的情况下,通过能量检测,完全正确的接收到信源。(二)研究了全球定位系统构成及卫星信号基础理论,重点研究了全球定位系统中C/A码、P码、M码的信号结构和生成原理,分析了它们相关特点,并对它们的实现方式展开了深入研究。从GPS信号的特性入手,设计了C/A码、P码、M码的算法,并最终用Matlab函数现了GPS信号算法,同时编写了相关特性函数,用于这些码的特性分析。(三)推导了多普勒效应带来的频移,给出了GPS信号捕获的改进算法,在GPS信号正确仿真的基础上结合GPS信号捕获的改进算法,对GPS接收机实际接收到的信号进行处理,实现了GPS信号的捕获。实验结果证明本文基于GPS信号结构设计的信号生成算法的正确性和GPS信号捕获改进算法的有效性。本文研究的GPS信号生成算法及其特性分析和捕获算法对GPS信号处理有一定借鉴意义,同时对GPS软件接收机性能的改进和提高也有指导意义。