目前,作为全球卫星导航系统供应商之一的北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)正按照既定的发展战略稳步推进建设。为了达到全球覆盖以更好地服务我国乃至全球用户的需求,我国正在研发并组建北斗三号系统。随着北斗三号系统建设的加速推进,其需求与应用市场也将快速扩大和发展。因此作为将北斗三号系统纳入用户应用的基础,对北斗三号卫星中新增性能更优的B1C、B2a和B3I信号的捕获与跟踪,即信号处理成了至关重要的研究内容。由于北斗三号系统刚投入使用不久且新增了新型信号,目前鲜有对这些新型信号的捕获与跟踪方法的探讨。本文分析了北斗三号新型信号的信号结构并研究捕获与跟踪方法,为北斗三号的用户使用以及后续研究打下基础,对将来北斗三号卫星系统全球组网作好用户层面的理论准备。本文的研究主要包括以下5个方面:1.针对北斗三号各信号的调制方式和信号基本特性进行了分析,并比较了B1C信号采用的BOC调制技术和B2a及B3I信号采用的BPSK调制技术,同时对于这两种调制方式的自相关特性进行了研究。2.分析了北斗三号各卫星信号的测距码生成方法包括由Weil码截短和Gold码截短的方式,同时完成了各信号测距码的本地复现,并研究了各自的自相关和互相关特性,作好了信号捕获阶段的准备。3.通过接收机采集北斗三号各频段真实信号,同时引出了卫星信号捕获过程中遇到的多普勒频移问题,分析了信号捕获领域中常用的时域顺序搜索法和FFT搜索法并提出改进的FFT搜索法完成了对北斗三号信号的捕获。4.在捕获的基础上研究了针对卫星信号的跟踪方法,包括载波跟踪环路和码跟踪环路的工作原理。针对北斗三号信号的特性设计了自适应相频切换载波跟踪环路,完成了信号跟踪,并验证了跟踪结果的正确性。同时设计了基于即时相关峰值计算载噪比的方法,有利于初步判断卫星信号强度。5.分析了北斗三号B1C信号的导航电文结构和电文解码方法以及卫星位置解算算法,通过完成解码导航电文并计算卫星位置得到卫星轨道高度验证了解码方法的正确性。