卫星导航系统在各行各业的广泛应用已经无可辩驳的证明了其成功，然而随着应用场合越来越广泛，在室内、森林、隧道等工作环境下，信号衰减比较严重，室内信号强度比室外要低10-30dB，一般的接收机难以满足上述环境的要求。因此，对卫星导航弱信号接收技术的研究成为卫星导航领域的研究热点。本文主要探索提高卫星导航弱信号捕获和跟踪性能的方法，主要的研究工作分以下几个方面：　　1)阐述了信号捕获的原理，对比分析了串行捕获、并行频率捕获和并行码相位捕获。分析指出通过增加相干积分时间和非相干积分时间可以提高信噪比，但相干积分增益受导航电文和频率偏差的限制，而非相干积分会带来平方损耗。通过数学公式推导，分析了差分相干积分对平方损耗的缓解作用，并与非相干积分性能对比，得出差分相干积分更适合弱信号的接收。设计实现易于FPGA/DSP平台实现的差分相干积分形式。研究了弱信号捕获中的互相关干扰的原因及其抑制技术。　　2)根据环路的数学模型，分析了PLL、FLL与DLL在弱信号环境下的性能与跟踪测量误差，设计实现了二阶FLL辅助下三阶PLL的弱信号载波跟踪环与载波辅助下二阶DLL的弱信号码跟踪环。　　3)为了提高捕获速度，设计实现了大块并行相关器捕获的FPGA方案，包括载波NCO、相位旋转下变频、码NCO、伪码发生器和相关-相干积分累加器模块。相关-相干积分累加结果送入DSP中实现差分相干积分和跟踪环路。为测试接收性能，分析了多路GPS信号发生器的实现模型，并基于FPGA设计实现了GPS卫星C/A码信号发生器。通过测试，验证了设计方法的可行性。