北斗全球卫星导航系统(BDS)是我国拥有自主知识产权的新一代导航系统,具有精密授时、准确定位、速度测量、短报文收发等功能。北斗定位终端已进入航运、陆地交通、电力授时、手机终端等领域,为社会经济的发展做出了重要的贡献,北斗导航系统的研究也成为一个热点方向。本文重点研究了北斗导航接收机基带处理中信号捕获和跟踪算法,并设计和实现了一种基于FPGA的基带处理方案。本文主要工作分为以下几个方面:一.本文首先简述了北斗导航系统的信号结构和特点、北斗伪随机码和信号的调制过程。然后对北斗接收机的工作原理和组成结构做了概括说明。最后从卫星端、传输过程、接收机端三个方面分析了接收机测量误差的来源。二.本文对北斗B1频点I支路信号的捕获和跟踪算法做了细致的研究和分析。建立接收信号的数学模型,借助数学推导分析常见三种搜索算法。重点研究了信号跟踪理论,分析了载波跟踪环和伪随机码跟踪环中关键部件的组成结构,并设计出一种兼顾环路动态性能和跟踪精度的动态参数调节的跟踪方案,基于MATLAB完成了捕获和跟踪方案的仿真。三.最后,本文基于Xilinx ARM+FPGA一体化芯片,用Verilog语言完成了本文设计的捕获和跟踪方案在FPGA中的实现,提出一种多通道复用的跟踪设计,有效提升了FPGA片上资源的复用率。然后详细介绍了捕获和跟踪中关键模块的设计思路和实现方法,并借助Modelsim软件完成了各模块的功能仿真。最后,接入本项目组设计的射频前端接收天空中的卫星信号,借助在线逻辑分析仪Chipscope抓取内部关键信号线的值,验证了本文设计的基带处理方案的性能。