本文对高超声速巡航飞行器组合导航方粲、模型和算法进行了研究。主要内容包括: 1 通过分析以往的各种导航系统的优缺点,提出了适合我国的高超声速巡航飞行器的组合导航方案。发射段采用高度表阻尼的捷联惯性导航:巡航段采用卫星定位系统提供位置信息和天文导航系统提供航向信息辅助的捷联惯性组合导航方案;末端采用导引设备提供飞行器到目标的视线角信息辅助的捷联惯性组合导航方案。 2 介绍了“北斗”双星定位系统的组成、工作过程、定位原理;捷联惯性导航系统的算法;以及天文定位、定姿的原理。对捷联惯性导航系统的误差状态及其元器件误差、星敏感器误差、双星接收机误差、导引头误差进行了分析和建模。 3 利用“北斗”双星定位系统提供的位置量测信息、天文系统提供的航向量测信息和导引设备提供的视线角量测信息,建立了惯性/“北斗”双星组合、惯性/天文组合、惯性/导引头组合和惯性/“北斗”双星/天文组合的量测模型和组合导航系统的卡尔曼滤波器。并设计了一种不考虑高度通道的实用降阶滤波器。 4 对巡航段和末端不同组合模式的性能进行了仿真计算和结果分析。首先,对纯惯性导航系统,惯性/“北斗”双星组合导航系统,惯性/天文组合导航系统进行了仿真计算;其次,对不同精度等级的捷联惯性导航系统和分阶段组合情况的惯性/“北斗”双星/天文组合导航系统进行仿真计算;然后,对不考虑高度通道的降阶滤波器进行仿真分析:最后,对末段的视线角辅助捷联惯性导航系统的组合方案进行了仿真分析。仿真结果表明:惯性/“北斗”双星/天文组合导航系统对位置、速度、姿态有良好的校正作用;组合系统可以在一定程度上降低对惯性导航系统精度的要求;在“北斗”双星定位系统全程不完全可用情况下组合系统仍能具有适当的精度;利用导引头视线角信息辅助捷联惯性导航能提高中末交接段和末段制导系统的性能。