GPS信号在正常情况下,到达地面的强度是-130dBm,在这样的信号强度条件下,GPS信号是很容易被捕获的,并进行相应的跟踪,解码等后续处理的。但是,当需要在室内,城市街道,森林等环境下使用GPS信号的时候,由于载波在传播路径上被阻挡,以及由反射,折射,衍射等造成了多径效应,使得GPS信号的信噪比下降,可下降20dB,这使得对GPS信号的捕获变得较为困难。但是随着卫星导航定位技术,应用领域的不断推广,相应的使用GPS的地理范围也不断的扩大,对在室内,城市街道,森林,等环境下的定位需求大为提高。开展对GPS信号严重衰减的环境下的信号捕获研究,不论对于日益扩大的民用导航定位的需求,以及已经未来战争中可能发生的城市巷战,丛林作战等军事用途都具有很重要应用价值。因此,针对这样一种室内等弱信号环境下进行定位导航的需要,本文针对GPS导航定位技术中的信号捕获部分做了相关的研究。在充分的了解前人对GPS信号捕获的基本原理和基本算法后,以及为提高GPS接收机灵敏度,前人所做的努力之后,创新的将谱相关算法应用到微弱GPS信号的捕获算法处理中,取得了较好的仿真效果。需要提到的是,本文进行的算法研究是基于软件无线电的基础之上,这样有助于更改各类不同类型的算法;并且为了在捕获算法的仿真中,使用较为精确的GPS信号的信噪比,本文都采用了个人电脑模拟的GPS信号用于仿真实验。本文的主要工作包括以下几个方面:本文建立了基于软件无线电设计思想的GPS接收机,分析了该接收机的系统结构,以及两个重要的参数采样时间和采样频率的选取。本文根据GPS信号中的C/A码结构,以及接收机设计中说设定的采样频率和采样时间,提出并仿真了考虑接收机噪声,码间干扰,以及电离层干扰的模拟GPS信号。本文分析了GPS信号捕获过程中需要考虑的一些基本因素,GPS卫星信号可能发生的多普勒频移范围,最大电文长度考虑,捕获中的频率步长设定。在此基础之上,仿真了传统的GPS信号捕获算法,传统捕获方法的FFT实现,循环相关捕获方法,延迟与积累捕获方法以及长数据相干处理。本文分析了影响GPS软件接收机灵敏度的几个重要因素,在此基础之上,分析了适用与微弱信号处理的块GPS信号捕获算法,并做相应的仿真。本文将循环谱相关方法应用于GPS信号的捕获,改善了接收机性能,降低了可捕获GPS信号的S/N。