随着科技的进步和经济的发展,卫星导航技术逐步深入到国民经济的各个领域,在复杂环境下的应用需求以及传统接收机的性能局限引发了高灵敏度接收机技术的研究热潮。高灵敏度捕获技术通过算法来提高接收机的处理增益,使其能够捕获传统接收机所不能捕获的微弱信号。本文将对高灵敏度捕获中的一些关键性问题进行分析研究。本文针对接收机所面对的复杂环境下的信号模型,分析了高灵敏度GNSS捕获系统关键技术,提出了基于并行模糊度函数计算与差分相干积分的的高灵敏度GNSS接收机捕获系统方案。本文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)从GNSS导航信号格式以及PRN码相关特性出发,介绍了典型的GNSS接收机模型,分析了核心模块相关器的输出特性,给出了在微弱信号环境下GNSS接收机捕获系统所面临的难点。(2)针对接收信号特点,给出了高灵敏度GNSS接收机的捕获系统处理流程,介绍了基于FFT的频域并行、基于匹配滤波器的时域并行以及基于FFT/IFFT的时域并行的模糊度函数搜索算法,并在性能与计算复杂度上对其进行了比较。分析了单点的检测性能,并在此基础上给出了最大值检测、顺序检测与混合检测三种不同检测策略下的系统检测性能。(3)针对微弱信号检测信噪比提升的问题,给出了积分时间的制约因素,并分析了其在相干积分、非相干积分以及差分相干积分三种方式下造成的信号衰减,之后进一步比较分析了三种积分方式在不同情况下的检测性能。(4)针对高灵敏度GNSS接收机接收信号功率变化范围超过互相关性能的问题,给出了一种改进的峰均比检测算法,可以在互相关信号超过自相关信号24dB的情况下将互相关卫星识别并消除其对自相关卫星捕获的影响。(5)基于前文对微弱信号环境下捕获系统中关键算法的研究与分析结果,提出并实现了一个基于FPGA的全数字高灵敏度GNSS接收机捕获系统方案。