全球定位系统(GPS)自构建以来经多年的不断完善，已能向全世界提供高精度的定位和导航信息，从而根本上解决了人类在地球上的导航和定位问题。时至今日，它已经在交通运输、地质勘探、甚至在航天航空、国防军事领域发挥着越来越重要的作用。GPS接收机作为GPS的重要组成部分，在国内的应用大多为动态较低的民用领域，而高动态的航空、航天、军工等敏感领域因国外的技术封锁而发展滞后。所以在此背景下，本文对高动态GPS接收机的捕获和跟踪算法做了研究和分析，进而设计了其硬件架构并将其实现。 本文首先简述了GPS系统的定位解算原理，之后对其信号结构、高动态带来的影响等问题做了细致的分析。接着就捕获和跟踪算法做了研究：主要包括分析时频并行捕获算法性能，和双环路跟踪算法等。在此基础上，根据前述的算法和高动态的需求，从总体上设计了接收机的功能架构，对接收机的硬件部分做了较为详细的研究和分析，并对其进行了设计和实现。同时结合测试中碰到的问题，设计了时钟、数据流通道等解决方案，从而保证了整个接收机在实际测试中能工作在一个高效稳定的硬件平台上。