组合导航系统的导航算法验证和性能测试是一项复杂而繁琐的系统工程。如果完全以实物为基础进行试验将会导致系统研制周期长且成本高昂,而采用计算机仿真技术不但能对组合导航原理及算法进行验证,而且能针对性地评估某项误差对导航结果的影响,以及某些极限情况下的算法表现,有利于保障组合导航系统的研制质量、缩短研制周期。此外,使用组合导航系统数字模拟器测试组合导航系统性能相比外场实验具有可控性高、成本低等优点。在这种情况下,本文结合卫星导航与惯性导航相结合的组合导航算法开发及测试验证相关方面的需求,开发了一套基于惯性导航机械编排的组合导航系统数字模拟器。本文首先阐述了国内外惯导模拟器的发展现状,其次对捷联惯性导航的基本原理和方法进行了研究,然后针对国内外现有惯导模拟器由于运动切换导致的轨迹不平滑问题和无法附加振动摇摆等运动的问题,提出了一套基于惯性导航机械编排的组合导航模拟器方案。同时,开发了一套支持轨迹参数和离散轨迹文件等两种输入方式下惯导数据模拟生成、载体运动轨迹仿真等一系列功能的组合导航系统数字模拟器;最后对所开发的基于惯性导航机械编排的组合导航模拟器从轨迹层面、闭环层面、传感器误差层面和导航性能层面进行了验证。验证结果表明基于惯性导航机械编排的组合导航模拟器不但能在运动拼接处产生平滑准确的运动轨迹,有效地附加振动摇摆等运动,保证仿真轨迹紧密符合设计文件,而且可应用于精确评估GNSS/SINS组合导航系统的各种影响因素,对GNSS/SINS组合导航系统的工程实现具有重要指导意义。