全球定位系统GPS(Global Positioning System),作为全球最重要的卫星定位系统,经过二十多年的发展,已经在全世界得到了最广泛的应用。然而很多新兴的应用要求用户在恶劣的环境下能够定位,在这种环境下传统的GPS接收机跟踪性能将降低。当信号强度比视线上的信号强度低15dB到35dB时,需要使用特别的算法和技术以跟踪GPS弱信号。本文致力于提出能提高传统环路性能的解决方案。　　 本文重点研究了GPS接收机的高灵敏度跟踪算法,采用基于非相干数字锁相环(Digital PhaseLock Loop,DPLL)结构的载波环路,使接收机能够对弱信号保持跟踪。本文首先分析了GPS基本原理和信号特征,特别是室内环境下的信号特征和GPS接收机的相关原理、基本架构。接着分析并研究了现有高灵敏度GPS(High Sensitivity Global Positioning System,HSGPS)接收机的跟踪算法,包括相干 DPLL结构、非相干DPLL结构和卡尔曼(Kalman)滤波器结构,并比较了各种算法的性能。论文中给出了非相干DPLL载波环路的设计方案:基于非相干积分和最大似然(Maximum Likelihood,ML)的基本原理,推导出非相干鉴相器的公式；选取了合适的数控振荡器(Numerically ControlledOscillator,NCO)模型；由根控制(Controlled-root)方法给出环路滤波器的设计。论文最后将非相干DPLL结构的载波环路应用到实验室自主研发的GPSSEU中。　　 本文在GPSSSU接收机现有架构的基础上,设计并完成了非相干DPLL结构的载波环路,达到高灵敏度跟踪的目标。测试结果证明,该载波环路的跟踪灵敏度达到16dB／Hz,动态性能达到0.9Hz／s。