随着以美国全球定位系统(Global Positioning System, GPS)为首的全球导航卫星系统日益发展，卫星导航定位在军事、交通、测绘、授时等领域的应用日趋多样化，对用户接收机的性能要求也不断在提高。高集成度，高性能和低功耗是接收机发展趋势，使得接收机基带芯片的设计变得越来越难。近年来随着超大规模集成电路技术的发展，可复用IP技术和片上系统(System on Chip, SoC)技术已经成为了集成电路主流的设计方法，研究面向全球导航卫星系统的SoC接收机芯片对于提高接收机性能、降低接收机功耗、提高系统集成度具有重要意义。本文以定位导航为应用需求，基于美国GPS系统L1波段信号进行基带处理SoC芯片原型设计，针对基带处理的关键技术捕获和跟踪进行了研究与实现。论文分析了GPS系统组成、信号结构和接收机基带信号处理原理，对比常用的信号捕获方法的结构和性能，基于分段累加并行频率实现快速捕获，同时实现了基于延迟锁定环的码跟踪环路和基于科斯塔斯环的载波跟踪环路设计。在算法实现的基础上，选用高性能低功耗AMBA片上总线和ARM9处理器作为SoC架构核心，进行基带处理SoC架构设计，针对软件实现和硬件实现的优缺点，完成基带处理的软硬件功能划分与协同设计。硬件上实现了全球定位基带处理片上系统设计（总体），包括数字下变频、本地载波生成、本地C/A码生成、码相关、同步计数等跟踪通道子模块，以及独立的捕获通道模块。各硬件模块实现RTL级设计，并通过时序仿真验证模块功能。在片上系统硬件基础上，软件上完成定位主函数和中断子函数框架设计，实现和硬件捕获通道和跟踪通道的软硬件协调处理，包括硬件初始化，运算过程控制，结果读取等功能。同时实现捕获结果的判断，跟踪环路中的鉴别器计算和环路滤波计算，位同步和帧同步处理等功能。硬件平台使用MAX2769作为射频信号源，在台湾虹晶公司ARM9+FPGA架构的SoC原型验证板上进行基带处理SoC软硬件的协调验证，完成芯片后端设计前的板级验证。