本文研究了GPS定位导航系统、集员估计理论和嵌入式系统应用，重点研究了未知但有界噪声系统框架下状态估计问题并应用到GPS定位滤波当中，另外设计了嵌入式GPS车载终端。论文的主要研究工作和成果包括以下几个主要方面的内容： 首先对GPS定位导航系统进行了全面细致的描述。介绍了GPS卫星导航与定位技术的发展和构成情况，定位导航原理，分析了造成定位误差的原因，同时给出了相关定位测量的数学模型。 其后研究了椭球集合描述下的线性系统状态定界估计，提出了一种利用椭球集合来描述系统状态的不确定性以及过程和测量噪声界的状态定界递推估计算法。该算法分别用最小容积和最小迹定界椭球来描述时间更新阶段以及最小半径定界椭球来描述测量更新阶段。通过与传统的集员状态估计和卡尔曼滤波的仿真性能比较结果说明了此算法的有效性。研究表明将此算法应用于GPS定位滤波当中能够得到满意的状态估计集合。 接着研究了非线性系统下状态定界估计，提出了扩展最优定界椭球状态估计算法。与扩展卡尔曼滤波相似之处在于对状态方程进行了线性化处理，不同之处在于这里并没有忽略线性化误差，而是将其作为有界噪声项。理论分析表明，在初始估计误差和噪声较小的情况下，本算法能保证状态估计误差是有界非发散的，同时该算法具有描述简单，计算量小，估计效果好的特点，应用于GPS定位滤波中显示了良好的定位效果。 最后，给出了基于嵌入式系统平台的GPS车载终端设计。由于嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高以及面向行业应用的突出特点，目前已开始广泛应用于消费电子、网络通信、工业控制等各个领域。文中重点研究了μC/OS—Ⅱ实时操作系统在ARM微处理器应用系统平台上的移植，同时给出了GPS车载终端中关键任务程序的编写原理和方法。