根据极大似然估计理论，通过载波频率和频率变化率分段对消、快速傅里叶变换( FFT)结果选大估计载波频率和频率变化率，实现载波信号捕获，建立了高动态全球定位系统( GPS )载波的线性调频( LFM)信号模型，并给出了算法的具体实现。详细分析了该算法中检测统计量的分布特性，推导了恒虚警准则下的检测门限，并讨论了其中关键参数的设计。仿真结果表明，该算法可以实现对18 dBHz的GPS高动态信号的载波捕获。