卫星导航系统以授时、测距及空间交会定位为基础,可以向全球用户提供全天候、连续、高精度三维位置、速度及时间信息,但仍因受到信号干扰及动态等因素影响而制约其工作性能。惯性导航系统具有不受外部环境影响特性而被作为可靠的导航信息来源,基于惯性和卫星系统互补特性而构建的惯性/卫星组合导航系统一直在不断发展与完善。近年来,惯性/卫星超紧组合逐渐被提出并引起广泛关注,为改善卫星导航抗干扰及高动态适应性能提供了新的技术途径。因此,深入研究与分析超紧组合技术中涉及的信号处理、架构设计、组合模型及滤波方法等关键问题,对提升接收机及惯性/卫星组合导航性能具有重要理论意义及应用参考价值。本文在针对北斗导航软件接收机核心捕获、跟踪等基带信号处理算法进行研究的基础上,进一步开展了惯性/卫星超紧组合典型架构、耦合机理及组合模型等内容研究,并针对高动态扰动影响研究了基于抗差自适应滤波的超紧组合算法,最后进行基于FPGA+DSP超紧组合接收机试验系统设计研究工作,主要工作包括了以下几个方面:首先,开展了北斗软件接收机核心捕获算法分析及实现研究,在分析GPS L1及北斗B1信号调制特点基础上,研究了经典信号捕获原理及方法,提出了可同时对多颗卫星进行搜索、捕获的多星联合捕获算法,并对多星捕获算法进行了参数优化与运算效率分析,最后利用实际采集卫星中频信号对多种捕获算法进行了试验性能对比及耗时分析,结果表明,联合捕获方法可有效提高软件接收机盲捕状态下对可见星的搜索与捕获效率。接着,开展了北斗软件接收机信号跟踪及解调原理研究工作,分析了各通道信号相位及频率变化与接收机动态之间的内在关联,研究了矢量跟踪原理及环路模型设计方法,在分析矢量跟踪算法中信号处理耗时特点基础上,进一步提出基于位运算优化的多通道信号矢量跟踪算法,研究了基于抗差估计的参数优化方法,最后,试验结果表明矢量跟踪算法相对于标量跟踪方法可有效提高接收机在弱信号及动态环境下的跟踪和导航性能,验证了基于位运算矢量跟踪算法相对原矢量跟踪算法的信号处理速度提升作用。然后,由于矢量跟踪方法仅利用接收机自身状态对环路复制信号生成进行反馈控制,在较高动态情况下仍会出现环路失锁现象,因此进一步开展了惯性/卫星超紧组合技术研究,在针对国外典型超紧组合架构进行调研分析基础上,总结出超紧组合的核心特点,并深入分析了超紧组合接收机环路信号与惯性信息间的耦合机理及IMU精度对组合导航性能的影响作用,进一步提出基于矢量环路相关信息的超紧组合算法,研究了超紧组合中环路复制信号的惯性控制生成方法,通过构建的超紧组合半物理仿真试验平台验证了超紧组合算法在高动态环境下的高动态应力适应性能及抗干扰能力。另外,为了减轻动态应力幅值过大及信号干扰因素对超紧组合导航结果的扰动影响问题,进一步开展了基于抗差自适应滤波的惯性/卫星超紧组合算法研究,提出了基于优化因子的抗差自适应超紧组合算法,并利用高机动、高过载及信号干扰等特性对多种超紧组合算法导航性能进行了试验分析与对比,结果表明基于抗差自适应超紧组合算法可有效减轻高动态及弱信号对超紧组合导航结果的扰动影响。最后,在软件接收机及超紧组合技术理论研究的基础上,进行了基于FPGA+DSP超紧组合接收机硬件开发研究及超紧组合试验系统设计,研究了超紧组合接收机硬件系统中FPGA及DSP单元各自负责的信号处理任务及功能,开展了FPGA中负责卫星基带信号处理的本地载波生成模块、本地伪码生成模块、相关器模块、位同步/帧同步模块等功能模块的设计研究,并协同高速DSP完成卫星星历参数解调、本地信号控制及后续导航定位解算等功能,最后利用采集实测数据验证了超紧组合硬件接收机环路预处理滤波器滤波效果及跟踪环路信号的可控性能。本文基于惯性/卫星超紧组合导航技术的研究需求,对北斗软件接收机基带信号处理和超紧组合理论进行了深入、系统的研究,为后续超紧组合系统硬件实现提供理论基础和支撑。