旋翼无人机具有质量轻、体积小、携带方便等优点,被广泛的应用在多种民用场合。导航系统作为旋翼无人机非常重要的部分,是实现旋翼无人机平稳飞行的基础。全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)具有长时间高精度定位、误差不随时间累积等优点,但易受外界影响,信号容易被遮挡;惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)具有不受外界干扰,短时定位精度高等优点,但误差会随时间累积,不适合长时间单独定位。由于两者正好优劣互补,因而GNSS/INS组合能够充分利用各子系统的优点,从而提高旋翼无人机的定位精度和可靠性。故本文重点研究GNSS/INS组合导航技术,以满足旋翼无人机的定位需求。本文主要研究工作和创新点归纳为以下四个方面:(1)INS:从旋转矩阵的计算、速度和位置更新、姿态角提取三个重要环节阐述了INS在e系中的基本导航算法,并对INS的初始化进行了详细的论述。(2)GNSS:主要介绍了GNSS系统的组成,详细阐述了基于最小二乘法的GNSS伪距定位原理及其算法,并分析GNSS定位中出现的多种不同的误差以及其各自的消除或减弱的办法。(3)GNSS/INS:对离散卡尔曼滤波算法、序贯卡尔曼滤波算法以及平滑卡尔曼滤波算法做出了详细的阐述;推导了INS通用状态方程,并阐述了e系中组合定位模型。(4)GNSS/INS实验研究:通过实地的飞行器实验数据,详细分析了在仅卫星定位、组合定位和GNSS失锁后组合定位三种条件下,所得出的定位结果及其定位精度,论证了GNSS/INS组合的优势性及INS长时间定位的误差累积性。同时,对比了GNSS失锁后标准卡尔曼滤波组合定位与GNSS失锁后平滑卡尔曼滤波组合定位的结果,体现了事后平滑的优势性。