全球定位系统(GPS, Global Position System)是新一代的精密卫星定位系统。面对当前定位导航产品广阔的市场以及应用前景,研究GPS定位系统具有很大的现实及长远意义。另外,研究GPS导航系统还能为我国研究制定自己的军用导航定位系统标准提供一定的理论支持。GPS系统扩频码的同步技术包括GPS扩频码的捕获技术和GPS扩频码的跟踪技术,即扩频码的粗同步与精同步技术。GPS系统的同步技术是GPS系统中的一项关键技术。同步性能的好坏直接对应于测距的精度的高低,同步技术的好坏在一定程度上直接决定了GPS性能的好坏。国内外很多专家对GPS系统扩频码的同步技术进行了深入的研究。GPS扩频码的捕获过程就是对GPS扩频码在时间和频率上大范围的二维搜索过程。由于P码的速率高,序列周期长,所以对P码的直接捕获十分困难。对P码直接捕获技术的研究是现阶段GPS系统研究的热点也是难点。此外,在GPS系统中需要对捕获之后的扩频码进行跟踪,GPS扩频码的跟踪是通过科环与码同步环实现的。科环与码环必须能很快实现对信号的跟踪同时又要保证相对小的稳态误差,环路的设计也是GPS系统中的一个难点。本文针对上面两个问题做了以下的一些工作。本文对P码的直接捕获进行了深入的研究。基于对国内外相关文献中P码直捕方法的分析与对比,并且结合在实际工程中硬件资源需求的考虑,本文提出了一种基于分段补零循环相关和FFT搜索频偏的CCPAZP-FFT长码直捕方法。本方法利用FFT实现接收信号与本地P(Y)码的并行相关,同时完成频偏的搜索,将传统的二维搜索转换为并行的一维搜索,从而能快速实现长码捕获。该方法能利用较少的硬件资源实现对P码的直接捕获。本文给出了P码直捕算法的相应的仿真结果及FPGA实现的验证结果。本文在对GPS系统中的码环以及科斯塔斯环的原理、功能进行深入的分析基础上,给出了在工程中应用中实用的环路各部分相应的经验公式及数字码环的设计方法。利用Systemview实现了对码环和科斯塔斯环功能的仿真。基于该方法设计的码跟踪环通过FPGA验证平台的验证,表明该方法设计的码环具有较好的跟踪性能。本文提出的P码直捕方法以及环路的设计方法是充分考虑了工程应用实际提出的,所以提出的方法适用于实际工程应用。在实际应用中,本文的方法可以应用于GPS接收机,监测站接收机的同步,具有重大的现实及经济意义。