随着高精度航天器和机载系统探测距离的逐步提升,对地观测、深空探测、激光通信和定向能武器等研究领域对仪器视轴（Line of Sight,LOS）的指向精度和稳定性提出了更高的要求。宽频惯性基准作为高精度视轴稳定系统的重要组成部分,能够在宽频带内为捕获、跟踪、瞄准（Acquisition,Tracking and Pointing,ATP）系统提供高精度的视轴基准。因此对宽频惯性基准的研究具有非常重要的意义。柔性支撑结构作为宽频惯性基准系统的关键组成部分,起到了承载系统主要负载和分配系统自由度的作用,从结构上决定了系统可实现的工作带宽及定位精度。柔性支撑结构在正常工作时需长期承受交变载荷的作用,应力集中的薄弱部位容易发生疲劳破坏。因此,需要在设计之初对柔性支撑结构的疲劳寿命进行分析。本文以宽频惯性基准为研究对象,重点对惯性基准中柔性支撑结构的疲劳寿命问题展开研究,最终对现有的柔性支撑结构进行了优化设计,旨在提高柔性支撑的疲劳寿命和可靠性。主要内容如下:（1）论述了国内外在宽频惯性基准领域的代表性研究成果和研究进展。在分析国内外研究技术特点的基础上,本文重点对宽频惯性基准中柔性支撑的设计和分析方法进行了论述。（2）根据宽频惯性基准系统的工作环境,分析得出了宽频惯性基准的性能指标。从宽频惯性基准的系统组成和工作原理出发,进一步提出了对宽频惯性基准中柔性支撑结构的性能指标要求,并分析了柔性支撑结构疲劳问题的来源。（3）对现有柔性支撑结构进行了疲劳分析。基于实验获取的柔性支撑结构正常工作时的载荷谱,采用名义应力法对现有的柔性支撑疲劳寿命进行了分析,仿真结果表明:现有柔性支撑的疲劳寿命为10~5量级,与设计要求（>10~8量级）还有一段差距。（4）通过ANSYS有限元分析,对现有柔性支撑结构进行了优化设计。分析了柔性支撑各个关键尺寸对柔性支撑刚度和疲劳寿命等性能的影响;优化计算获得了最佳的优化设计结果;并对本文优化设计的柔性支撑结构的疲劳寿命、静刚度以及动态特性进行了仿真验证。结果表明:优化设计后的柔性支撑结构在满足系统性能要求的基础上,其疲劳寿命也达到了设计指标（>10~8量级）。