科技的不断进步使得需要处理的数据也以惊人的速度在增长，传统的奈奎斯特采样定理极大地限制了信息处理的能力。压缩传感理论的提出则打破了这一限制，它是一种基于信息的采样，使得采样过程既能保持原始信号的信息，又能只需远少于奈奎斯特采样定理所要求的采样数目就能够精确的或者近似精确的重构原始信号。这一新理论提出之后就得到了重多学者的关注，而观测矩阵构造作为其中重要的一部分内容，关系着信号能否实现压缩及信号的重构精度，成为很多国内外优秀学者的研究方向，同时这也是本文的研究重点。本文首先从压缩传感的基本原理入手，分三部分对其进行介绍。重点介绍了观测矩阵的性能要求及构造方法，给出了观测矩阵需要满足的RIP条件及JL引理，分类总结了目前常用的观测矩阵。在此基础上具体研究了五种常用的观测矩阵，首先给出其具体的构造方法，然后从时域信号和图像信号两方面进行了仿真，分析了这几种观测矩阵的性能。部分哈达玛观测矩阵在时域和图像信号仿真中均表现出优异的性能，在对其进行了深入研究之后，提出了一种改进的矩阵构造方法，仿真结果表明，信号重构精度有了很大的提高。本文的研究目的是找到一种既有良好的性能，又利于硬件实现的观测矩阵。部分哈达玛观测矩阵虽然性能优异，但是有其自身的应用限制，其N值必须满足N=2~K,K=1,2,3,。本文在对观测矩阵进行更深入研究的基础上，利用Gold序列优异的互相关性能及伪随机的特点，将Gold序列引入压缩传感，构造了一种Gold序列观测矩阵，仿真结果表明，这种观测矩阵具有良好的观测效果，而且硬件实现简单，适合作为压缩传感的观测矩阵使用。