本文对捷联惯导系统(SINS)、全球定位系统(GPS)及组合导航系统进行了研究,导航传感器(加速度计、陀螺仪和GPS接收机)的各部分信息送入导航计算机,应用卡尔曼滤波方法进行数据处理后得到最优导航信息。论文首先详细地推导了捷联惯导系统数学模型,进行了捷联惯导的程序编排,对捷联惯导系统的输出进行了数学模拟,并对捷联惯导系统的误差进行了深入研究。接着深入分析了GPS的误差来源,并建立了GPS误差模型。然后研究了SINS与GPS的位置、速度组合导航,建立全球定位系统和捷联惯导系统的误差方程及位置速度测量方程,应用卡尔曼滤波技术实现了SINS和GPS的组合导航,并对SINS/GPS组合导航系统的具体事项做了详尽的说明,进行了大量的仿真。在数学仿真时发现纯惯导系统的导航精度受元器件的影响很大,在条件允许的情况下应选取精度高的陀螺仪和加速度计。仿真结果表明,组合导航的精度相对纯捷联系统有了较大的提高,放宽了对系统元器件的要求,同时也验证了此实时仿真软件的可靠性。最后对本文的工作进行了总结,得出了该设计能基本满足系统的性能要求,并对下一步研究提出了展望。