本课题所研究的是单兵导航系统(Pedestrian Navigation System,简称PNS),其主要用于为行人提供速度和位置等导航信息,在火灾救援和单兵作战中用于广泛的应用前景。本课题的研究对象为微惯性测量单元(Micro Inertial Measurement Unit,简称MIMU),得益于微电子技术,惯性测量单元可以集成到一块芯片上,使得可携带式惯性测量单元成为了可能。惯性导航分为平台式惯导和捷联式惯导,由于不具备搭建物理平台的条件所以本课题选择的是捷联惯导系统。捷联惯导系统所搭建的是数学平台,通过对捷联矩阵的更新,可以实时获得载体的位置、速度和姿态信息。组合导航是提高导航系统精度的重要手段之一,本课题同样使用组合导航的方式来提高定位精度。本文选用的GPS作为导航的辅助手段,通过松组合和紧组合的方式来构建导航系统。针对MIMU短时精度高、误差随时间积累的特点,本文使用零速校正算法进行误差补偿。提出了针对零速检测的广义似然比检验,并对其进行了简化,提出加速度方差检验、加速度方向检验和角速率能量检验三种简化的广义似然比检验。同时,根据零速校正天向误差难以观测的缺陷提出了零角速度修正、启发式方向修正和磁力计修正三种方向误差修正方案。本文对GPS的误差特性进行了分析,建立了针对GPS的误差方程,并根据误差方程建立了组合导航的松组合和紧组合系统模型。本文在对INS和GPS进行数据融合时,使用的是扩展卡尔曼滤波,其在非线性系统中有着显著的效果。同时,提出新息向量这一概念,通过检测新息的方式来确定当前GPS的工作状态,以此为根据对导航方案进行实时的切换。最后,则针对导航方案的不同内容分别设计实验方案,进行实验验证。最终证明:三种简化的广义似然比检验中角速率能量检验的效果最好;单独使用零速校正时导航效果不佳,而加入GPS后导航精度得到大幅度提升;方向误差修正方案在无GPS时可以发挥不俗的效果。