本论文是基于BD2(Beidou-2,“北斗二代”)卫星导航系统,研究和开发“北斗二代”软件接收机。该软件接收机通过射频前端采集北斗卫星的真实数据,并将数据转换为数字中频信号,通过数据采集卡的USB接口将采集的数据传输到PC机中,最后在PC机上通过软件实现信号的处理。基带信号处理和位置解算完全由软件实现,使得“北斗二代”软件接收机的灵活性大大提高而成本有效降低。论文主要介绍了GNSS接收机的研究与开发。首先,本文介绍了四种卫星导航系统,以及发展北斗卫星号航系统的意义,并对国内外GNSS软件接收机的研究动态进行了介绍。其次,详细描述了包括射频前端硬件的研究与集成,基带信号的捕获及实现,导航数据解调与定位解算。最后,在之前的射频前端处理、基带信号处理、用户位置解算研究的基础上,完成了GNSS软件接收机的设计与实现,并对GNSS软件接收机的整体性能进行了测试。在整个GNSS接收机设计与开发的研究过程中,主要完成了以下的工作:1)在研究分析北斗天线的特性、射频芯片MAX2769的性能和内部功能的基础上,将前端各部分集成并完成数据采集功能。完成设计、集成射频前端电路板,并完成控制程序导入,采集到中频数据。2)基带信号的捕获与实现。在详细研究了滑动相关捕获法和基于FFT的循环卷积算法基础上,结合基于压缩感知的BD信号捕获算法,在已有的GPRS算法的五种准则下,提出了一种新的终止准则,经过实验验证,表明本文终止准则下GPRS算法的重构精度都略好于已知的算法。3)研究用户位置的定位解算算法。利用最小二乘法及卡尔曼滤波解算用户位置信息。在解算过程中,将最小二乘法和卡尔曼滤波结合起来使用,在定位开始的时候,使用最小二乘法算法,这时,可以快速收敛到接收机准确位置的附近。再使用卡尔曼滤波算法,目的是将信号中的噪声量尽可能的分离、消除。在此期间,有两个过程分别被完成,那就是被估计量的时间更新和被估计量的测量更新。实现被估计量的时间更新,使用递推预测的方法,被估计量的测量更新能够对当前的状态量给予修正。GNSS接收机在定位解算过程中,可能会遇到信号不稳定的情况,导致卡尔曼滤波结果的偏差值太大,这时,就必须要返回再使用最小二乘算法。如此这样,卡尔曼滤波和最小二乘法将紧密地联系在一起,从而使用户得到一个最优的定位结果。4)对GNSS软件接收机软件系统进行了框架结构设计,并基于GNSS接收机结构的设计和GNSS接收机的工作原理,完成了GNSS软件接收机任务机制的划分。本论文设计的软件接收机的软件流程为:(1)信号捕获模块首先完成信号的捕获,即得到中频信号中的卫星分布,以及存在的每颗卫星信号的载波和伪码相位。(2)用上述信息去初始化多通道相关器,为信号的跟踪做准备,并最终实现定位和导航解算。(3)在前面的基础上,完成软件接收机信号跟踪模块的测试以及定位精度实验结果的分析,验证所设计的GNSS软件接收机能正常工作,并满足接收机的定位要求。