基帶信號處理
作用：
搜索、捕獲並跟蹤衛星信號；
對電文數據實行解擴、解調；
進行偽距測量、載波相位測量及多普勒頻率等數據測量。
處理順序：
數字中頻信號->捕獲（捕捉到可見性的衛星信號，偽碼實現初同步，載波頻率實現初同步）->跟蹤（偽碼和載波相位的精同步）->位同步->幀同步->GPS測量值導航電文
信號跟蹤（精同步）
GPS衛星信號的動態變化包含兩個含義：一是由於多普勒效應會引起載波頻率發生動態偏移；二是C/A碼的相位會隨着衛星與接收機間距離的變換而改變。
手段
跟蹤GPS信號需要兩個類環路：
一類用來跟蹤載波，叫做載波跟蹤環；
另一類用來跟蹤C/A碼，稱為偽碼跟蹤環。
載波相位跟蹤環（PLL）
載波相位跟蹤環是用來實現本地復現載波與中頻載波同相。
常用於抑制載波BPSK擴頻信號載波跟蹤有Costas環和平方環，而在低信噪比條件下兩個環路具有相似的環路信噪比，工作性能相似；在高信噪比時，Costas環的環路信噪比有根號2倍的增益改善，GPS載波相位跟蹤采用Costas環。
首先與本地PRN碼相乘進行解擴，與NCO產生的兩路I和Q相乘進行載波的剝離，然后進行積分清洗，一個是完成積分的功能，另一個是控制環路的更新速率，它的作用相當於是一個濾波器，之后進行載波環路的鑒別，這個鑒別器的目的是得到輸入信號與本地信號的一個載波相位差，進而通過環路濾波器來控制本地的載波發生器。然后產生本地的信號來跟蹤輸入的信號，使本地的載波與輸入的載波達到同相的目的。
載波相位鑒別器
載波相位鑒別器特性曲線
載波相位圖
載波相位跟蹤誤差
載波頻率跟蹤環（FLL）
載波頻率跟蹤的種類較多，主要區別在於所用的鑒頻器不同，大致包括：近似最大似然估計器（AMLE），擴展卡爾曼濾波估計器，交叉積鑒頻器和DFT鑒頻器等。相比之下，交叉積頻率鑒頻器具有運算量小，跟蹤性能優越，易於數字化實現的特點。
交叉積頻率跟蹤環
交叉積頻率跟蹤環
交叉積頻率跟蹤環跟蹤誤差
FLL與PLL的對比
鎖相環采用較窄的噪聲帶寬，能比較緊密地跟蹤信號，輸出的載波相位測量值相當精確，並且解調出的數據比特錯誤率也較低，然而它對動態應力的容忍性較差。當噪聲較強或所需環路帶寬較寬時，鎖相環就有可能對信號鎖定發生困難。
鎖頻環采用較寬的噪聲帶寬，動態性能較好，能更魯棒地容忍用戶的高動態應力以及射頻、多路徑和電離層風暴等干擾，能夠跟蹤信噪比更低的信號，並且對數據比特跳變不敏感；但它對信號的跟蹤略欠緊密,環路噪聲較高,輸出的載波相位測量值欠精確，並且數據解調過程中所發生的比特錯誤率也較高。
二階FLL與三階PLL的頻率響應是一樣的，所以用他們來對比的原因。
FLL/PLL相結合的載波跟蹤方式
動態環境給信號接收機跟蹤環路的設計帶來了困難，動態性使得載波信號產生較大的多普勒頻移，為了保證動態性能，跟蹤環路必須具有相對寬的帶寬，而帶寬的增加會導致跟蹤精度的降低。
頻率跟蹤環的動態性能優於PLL,但在相同的載噪比條件下，FLL的測量誤差要大於PLL。如何兼顧動態跟蹤性能和測量精度，是動態性信號接收機設計中的難點。
碼跟蹤環
碼跟蹤環目的：進一步精確估計由捕獲得到的接收碼相位。碼跟蹤環通常使用的是延遲鎖定環（DLL）。
接收機同時生成三個本地碼，分別為早碼、即時碼、延遲碼，三者之間分別相差1/2d、-1/2d碼相位。
本地碼與接收信號相乘累加。根據相關值計算本地即時碼與接收碼的碼相位差，從而調整本地碼。
本地產生的三個碼分別與接收到的偽碼進行相關，然后得到下面的歸一化相關輸出，可以看出在晚碼處得到最大值。
當對齊的時候，本地的即時碼與接收到的偽碼相關值最大。它的目的都是為了使即時碼與接收到的偽碼相關性最大。
碼跟蹤原理圖
接收信號進來與載波發生器進行相乘解擴，得到I和Q，在本別與本地的早碼，即時碼，晚碼相乘，再進行積分清洗，與碼環路鑒別器，再通過碼環路濾波器反饋來調節PRN碼發生器。
碼環路鑒別器
碼環路鑒別曲線
碼環路相關間隔的影響
跟蹤狀態下各通道能量的輸出
跟蹤環路模型
壓控振盪器NCO
環路濾波器
信號跟蹤環路本質上是一個反饋控制系統。環路濾波器是一個低通濾波器，用於濾除帶外噪聲，濾波器不同的階數的參數配置將最終影響環路的跟蹤性能，是跟蹤環路中關鍵器件。
偽碼跟蹤與載波跟蹤的融合
環路閉合條件
DLL: 輸入信號的C/A碼相位與接收機產生的C/A碼相位誤差在半個碼元以內。
FLL: 輸入信號的載波頻率與接收機產生的載波的頻率誤差在一定的范圍內。
PLL: 輸入信號的載波相位與接收機產生的載波的相位誤差在一定的范圍內。