随着社会的不断发展，科学技术的进步，导航系统逐渐走进人们的生活，像车载导航、百度定位开始跟人们的生活变得息息相关。如何进一步提高导航精度，满足日益发展工程的需要，是一个急待解决的问题。惯性导航系统（INS）作为一种自主式导航系统，因为具备重量轻，体积小，易携带且受干扰小等特点，在个别环境复杂的工程中有着特殊的应用。然而，惯导系统的导航定位误差会随着时间的积累而不断变大，限制了其应用的推广。全球卫星定位系统（GPS）是一种全覆盖，能长时间保持导航高精度的定位系统，与惯性导航系统（INS）组成的GPS/INS组合系统可以取长补短，能有效校正轨迹误差，提高总体导航精度。本文首先介绍了常用的导航用坐标系并加以分类，同时理清了坐标系之间的相互关系。简要论述了惯性导航的基本原理，在对捷联惯导系统重点介绍的基础上，推演了非线性SINS误差方程，并建立了对应的数学模型，最后介绍了GPS全球卫星定位系统的原理，并对其误差进行了分析。其次，在介绍标准卡尔曼滤波算法的基础上，以卡尔曼滤波算法为框架，论述了EKF，UKF及CKF三种滤波算法的基本原理和滤波算法步骤，指出了算法的最适用条件以及局限性。最后通过常用的模型对算法进行仿真，对比验证各算法的性能。最后，研究了GPS/INS组合导航的组合模式，针对组合模式的不足，论述了组合导航的校正方式，推导了GPS/SINS组合导航系统的数学模型。在使用位置、速度信息松散组合的基础上进行了仿真，仿真结果表明，组合导航在提高导航精度，对导航轨迹进行校正方面有一定的可行性。