天文导航技术具有自主性强、可靠性高等特点。随着太空探索任务的复杂性的提高,以及现代战争对武器系统高可靠性和高精确性的要求,天文与惯导的组合导航系统正在成为各种运载体的首选导航系统。捷联惯导/天文组合导航是以捷联惯性导航为参考子系统、天文导航为辅助子系统,综合利用捷联惯性导航和天文导航信息来提高运载体的导航精度和可靠性。捷联惯性导航系统具有不依赖任何外部条件以及较高的数据更新率等优点,但是由于陀螺漂移,使惯导系统误差累积,失调角随着时间增长而增加。而天文导航虽然数据更新率较低,但其具有较高的精度,并且误差并不随着时间而增加。因此本文将两种导航系统组合起来,取长补短,充分发挥各自的优势,组成性能优良的组合导航系统。本文针对捷联惯导/天文组合导航系统进行了深入的研究,主要内容如下:1.通过学习导航解算中需要的坐标系基础知识和四元数理论,分析了四元数坐标变换公式,为其在姿态解算中的应用提供了理论依据。2.在分析捷联式惯性导航系统和天文导航系统基本原理的基础上,对两个子系统的误差传播特性进行了研究。3.根据捷联惯导系统和天文导航系统的误差模型,建立了组合导航系统的状态方程;以两个子系统输出的姿态角差值作为量测量,推导了姿态角差值与数学平台误差角之间的关系,建立了组合导航系统的量测方程。4.推导了用于姿态反馈校正的四元数补偿法,针对建立的捷联惯性/天文组合导航系统模型,采用卡尔曼滤波算法进行了MATLAB数学仿真,对输出校正和反馈校正两种方式进行了对比,验证了该组合导航算法的有效性。5.建立了惯性/天文半物理仿真系统,给出了总体设计方案和各子系统的工作流程。针对半物理仿真要求,基于VC++编译环境用C语言实现了捷联惯性/天文组合导航算法,并进行了实验验证。