卫星导航技术应用广泛,遍及交通、物流、农业、航空航天、国土安全、国土规划、基础测绘、地质与地震灾害监测等方面。因其技术意义非凡,为了不受制于人,保障国家安全,我国必须大力发展北斗卫星导航技术。由于卫星信号搜索捕获时间决定了GPS/北斗接收机的性能,因此快速、精确地捕获卫星信号一直是卫星导航技术研究的首要课题。卫星信号的捕获是卫星导航技术的第一步,GPS/北斗接收机信号跟踪和解调导航数据位都依赖于卫星信号的捕获。在卫星的捕获中,对GPS/北斗星座中的每一颗卫星需要同时完成两个关键的任务,一是载波多普勒频移搜索,二是扩频码初始相位搜索。在现有的捕获算法中,为覆盖高速移动卫星预期中所有的多普勒频率范围,通常在±10kHz之内进行遍历的搜索,并进行GPS/北斗卫星信号的并行码相位搜索,应用了大量的快速傅里叶变换(FFT)运算。在目前卫星导航技术商业应用非常成熟的情况下,捕获算法基本规定下来,加上快速傅里叶变换(FFT)的优越性能,好像并不需要改进和完善。近年来,稀疏快速傅里叶变换算法(Sparse Fast Fourier Transform;SFFT)的研究取得了突破,它的性能超越了快速傅里叶变换(FFT)。于是,全球卫星导航技术的捕获算法能否利用这一项新技术,实现更加快速地捕获卫星信号,成为了论文的主要研究内容。完成了以下主要工作。首先是技术文献的调研阶段:首先,研究GPS/北斗卫星信号的构成和参数特性,其次搭建GPS/北斗数字中频信号源,提供软件模拟的数字中频信号,然后对扩频码进行Matlab仿真,最后研究扩频码的相关性。其次是传统GPS/北斗捕获算法研究阶段:研究三种传统GPS/北斗捕获算法,包括串行捕获算法、基于FFT的并行频率捕获算法和基于FFT的并行码相位捕获算法,并对其性能进行分析。最后是研究适用于GPS/北斗卫星信号并行码相位捕获的SFFT算法阶段:首先研究SFFT算法的发展史和原理,其次分析实现SFFT算法的常用技术,然后结合卫星信号的频域具有稀疏特性和基于FFT的卫星信号并行码相位捕获算法,提出了一种基于SFFT的卫星信号并行码相位捕获算法。该算法采用取模运算、余数不同的采样思想,首先对中频信号和本地码进行一次下采样来获得中频信号和本地码的一个子集,其次对多普勒频移量进行一次下采样来获得多普勒频移量的一个子集;然后用频域二进制搜索算法求得最佳子集,最后在最佳子集中完成卫星信号的并行码相位捕获。理论上比基于FFT的捕获算法的运算量低22.91倍。最后使用实际采集的卫星信号对该算法进行Matlab仿真,比基于FFT的卫星信号并行码相位捕获算法快16.8598倍,证明提出的算法具有低运算量和捕获速度快。