全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)已经广泛应用于军事和民用领域。但是GNSS的发展也带来了新的问题:频段拥挤、导航信号之间相互干扰。二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)调制方式的提出,很好地解决了这一问题,并且BOC调制信号拥有更高的码跟踪精度和更好的抗多径干扰能力。捕获是GNSS信号处理的一个重要环节,现有的BPSK捕获技术很难适用于BOC调制信号。鉴于此,针对BOC调制信号的特点,本文分析了基于BOC调制的GNSS信号捕获过程中存在的三个难点:二维捕获、弱信号捕获和无模糊捕获,并展开了以下几个方面的研究工作:首先对BOC调制信号进行了重点研究,详细地阐述了BOC调制信号的结构及其产生过程,与传统GPS信号对比分析了BOC调制信号的功率谱特性和自相关函数特性,并进行了Matlab仿真。仿真结果表明,BOC调制信号具有频谱分裂特性且其自相关函数具有多个峰值,在捕获和跟踪过程中容易带来模糊性问题。对衍生的BOC信号的产生进行了研究,包括MBOC和Alt BOC调制信号。其次,详细介绍了主要的GNSS信号二维捕获算法的原理及实现方法,包括传统的捕获方法,如串行捕获、基于FFT的并行捕获和延迟相乘法,以及新提出的折叠法。除此以外,以传统的信噪比累积算法为基础,分析了各种累积算法的优越性及局限性,在此基础上,研究了其他的微弱导航信号捕获方法,包括半比特法、全比特法和双块零拓展法。再次,模糊性是BOC调制信号区别于传统导航信号的最大特征,本文对无模糊捕获算法进行了重点研究。深入研究了传统的BPSK-like算法和消除边峰的捕获算法,并对各算法进行仿真,结果表明消除边峰的捕获算法具有更好的去模糊性能。针对现有的消除边峰的捕获算法的不足之处,结合压缩感知技术,提出了一种基于压缩感知技术的BOC信号无模糊捕获技术。最后,对本文所提出算法的捕获性能进行了详细的理论分析,给出了该算法的具体实现方法。并且对该方法进行了仿真分析,结果表明该算法可以很好的消除BOC信号的模糊性,并且具有较低的计算复杂度,但是在检测性能上会有一些衰减。