捷联惯性导航系统(SINS)具有自主性导航与高机动性的特征,然而在长时间导航过程中会因为误差累积而出现导航信息发散的现象。全球定位导航系统(GPS)可以提供持续的高精度导航信息,但较为容易受到外界干扰而出现信号失效的现象。将两种系统结合的SINS/GPS组合导航改善了各自子系统的问题,具有较好的导航性能,是组合导航技术的主要形式之一。本文主要对SINS/GPS组合导航系统以及其中涉及到的滤波算法进行研究。首先对捷联惯性导航系统进行理论分析,着重研究了不同初始姿态误差角下,系统的近似线性模型与实际的非线性模型,并分别建立了相应的捷联惯性导航系统误差方程。其次,本文在松组合模式下分别建立了SINS/GPS组合导航系统线性状态方程与非线性状态方程,两者采用同样的量测方程,然后重点分析相对应的线性卡尔曼滤波算法,以及扩展卡尔曼算法与基于Sigma点的非线性卡尔曼滤波算法,并对几种组合滤波算法在相应的系统模型下进行了仿真计算与效果对比分析。针对GPS失效时,SINS/GPS组合导航系统导航精度下降的情况,本文采用零速校正算法对组合导航系统进行误差校正,根据载体运动情况提出相应的零速检测算法,实现了一种基于零速校正的组合导航系统综合滤波算法。在仿真实验中表明,通过在载体静止状态时对GPS速度观测值的零值限制有效提高了载体导航精度,抑制了误差发散现象。最后,通过实际MEMS实验平台对基于零速校正算法的组合导航算法进行实地试验,对比仿真结果验证了算法的有效性,证实了算法在工程实现上对组合导航系统导航精度的提升效果。