随着GNSS(Global Navigation Satellite Systems)全球定位系统的广泛应用,其在国民经济和军事上的意义变得更加重要。其中又以美国的GPS系统最为成熟,应用也最为广泛。本文介绍了GPS的定位原理,详细讨论了GPS信号的组成,并在此基础上探讨了有关GPS模拟器的一些问题。GPS模拟器作为基础平台为GPS接收机的研究提供基本的数据。该模拟器包括GPS信号采集回放系统和GPS中频数据软件生成器。其中信号采集器采集真实的GPS卫星信号,GPS软件模拟器根据各种误差源模拟GPS信号。之后在此基础上着重研究了GPS信号的捕获和跟踪算法。GPS信号是一种扩频信号,有用信号淹没在噪声中,使得GPS信号的接收变得比较困难。在对C/A码的相关特性进行了分析之后,利用其自相关和互相关特性很容易从噪声中检测出GPS信号。但是由于卫星和接收机间的相对运动,导致多普勒频移,引起信号失锁,因此需要PLL和DLL来跟踪GPS信号。之后利用Matlab工具分别从时域和频域上实现软件接收机的设计,并根据跟踪结果解调出导航电文,解算出接收机的位置坐标。为GPS接收机硬件设计提供理论基础和验证平台。最后详细讨论了GPS信号接收机硬件的设计,包括捕获跟踪、PLL、DLL的设计。