本论文主要研究GPS卫星信号捕获跟踪算法与FPGA实现。与传统的基于FFT和Costas环的捕获跟踪算法不同,本论文提出了基于频率点跳变的方法进行卫星信号的频率跟踪。采用这种方法不仅可以有效地把捕获和跟踪结合起来,共享资源以大大减小硬件代价,而且还能避免使用了功耗和硬件代价较高的Costas环,使系统的功耗和面积进一步地降低。论文在简单回顾GPS基本原理的基础上对GPS卫星信号的捕获跟踪原理进行了研究,在分析和比较了传统的捕获跟踪算法基础上,介绍了论文提出的基于频率点跳变的频率跟踪算法；并以此为核心进行了完整的GPS卫星信号捕获跟踪电路的FPGA设计,并且通过了Verilog代码仿真和FPGA硬件验证；针对论文的基于频率点跳变的跟踪方法,论文又给出基于相位跳变的卫星星历信号的解调方法并通过了Verilog仿真和FPGA验证；为了系统地验证本论文算法,论文设计了一个完整GPS卫星星历信号接收机,并从星历中提取了GPS时间和UTC的跳秒信息,将其转换为北京时间,然后对一个时钟进行时间设定和显示。实验显示本系统的北京时间输出与标准的GPS接收机的时间输出严格同步在一秒的精度范围内。实验表明论文提出的捕获跟踪算法不仅功能正确、可行,而且具有功耗和面积上的优势,为GPS接收机芯片的优化设计提供了一个较好的参考方案。