全球定位系统(GPS)是精密的卫星导航定位系统。GPS系统作为一个世界范围内全天候导航定时系统,在军用和民用导航方面的作用日益重要。除了GPS,还有俄罗斯的GLONASS和欧洲的Galileo系统。特别值得一提的是,中国自己的卫星定位系统—“北斗双星”也已初具规模。但是,GPS仍是当今世界上最完善,应用最广泛的卫星导航定位系统。SOPC片上可编程系统是当前电子设计领域中最热门的概念。NiosⅡ是Altera公司开发的一种采用流水线技术、单指令流的RISC嵌入式处理器软核,可以将它嵌入FPGA内部,与用户自定义逻辑结合构成一个基于NiosⅡ的SOPC片上系统。与嵌入式硬核相比较,嵌入式软核具有更大的灵活性。而FPGA的高速性,恰恰满足了GPS接收系统对速度的要求。本文对GPS接收的各个环节进行了较为深入的分析,结合NiosⅡ嵌入式处理器的特点,对算法进行了合理的选择与优化,提出了一种基于SOPC的GPS接收系统设计方案。论文的内容主要包括以下几个方面:1.分析了GPS信号的产生与构成,讨论C/A码和P码的产生及其相关性,然后对GPS系统接收过程进行详细分析,根据其结构特点提出了相应的IP设计;2.本着增加系统集成度、减小系统体积、提高便携性、降低功耗和成本,同时提升系统的性能的原则,使用适合GPS系统的IP核配合NiosⅡ处理器搭建了SOPC系统,提出了一套基于SOPC的GPS接收设计方案;3.应用NiosⅡ开发工具编写SOPC导航电文解调软件,完成了SOPC软件部分,并在Modelsim中进行了算法的仿真。本论文创新点在于,首次将SOPC技术应用到GPS接收系统中,并提出了相应的设计方案;此外该系统还可以通过增加或者替换相应卫星信号跟踪IP核的方式,在不改动硬件设计的前提下,增加系统接收能力或者实现同时接收诸如GLONASS或者是Galileo导航系统的能力。实验结果表明本文所提出的系统设计方案是可行的。基于SOPC的GPS接收系统在速度、功耗、体积、扩展性方面有着独特的优势,具有广阔的发展空间。