相对于常规炮弹,旋转制导炮弹具有打击精确化、作战远程化、使用灵活化等优势,是未来军队的核心主战装备。惯性导航系统作为旋转制导炮弹的核心设备,在空中动基座对准时面临着对准时间较短、传感器生存概率较低、动力学环境较为复杂等诸多难题。因此,旋转制导炮弹用惯性导航系统空中对准方法成为影响旋转制导炮弹性能的关键技术。为进一步提高旋转制导炮弹用惯性导航系统空中动基座对准性能与可靠性,提高旋转制导炮弹用惯性导航系统空中动基座对准算法的系统适应性,论文针对旋转制导炮弹用惯导系统的误差建模及补偿方法、基于惯性解算的粗对准方法、高动态条件下精对准方法、基于旋转弹体惯性信息特征的空中动基座对准方法、无线电信标辅助下的空中动基座对准方法等五个方面展开研究,主要研究工作如下:针对旋转制导炮弹用惯性导航系统的传感器特性与使用环境特点,开展了制导炮弹用惯性导航系统动态误差补偿方法的研究,提出了基于Allan方差的随机误差建模及补偿方法,同时针对旋转炮弹的飞行特性开展旋转弹高动态条件下的误差补偿方法研究,提出了简化的尺寸效应补偿算法,该算法在满足系统性能的前提下降低了尺寸效应补偿算法的运算量,提高了系统运行效率。针对线加速扰动导致现有晃动基座粗对准算法失效的问题,提出卫星导航信息辅助下的动基座对准方法,以消除有害线加速度对粗对准结果的影响。基于以上工作,结合旋转炮弹的惯性误差特性,提出炮弹旋转周期辅助下的改进的粗对准算法,该算法将定周期粗对准优化为与炮弹旋转周期一致的变周期粗对准,以消除炮弹旋转对粗对准结果的影响,减小粗对准姿态误差。针对传统的可观测性判决方法难以对对准状态进行准确判决的问题,提出基于奇异值分解（SVD）的对准模型可观测性分析算法,采用PWCS方法对对准阶段处于时变状态的惯导系统进行可观测性分析,实现对当前滤波估计状态的准确判断;针对系统非线性导致的对准精度差的问题,提出了基于噪声估计的自适应卡尔曼滤波估计算法,用带有未知时变噪声统计的虚拟噪声补偿线性化模型误差,提高非线性系统状态估计精度。针对炮射大过载环境下,旋转制导炮弹用惯性导航系统的惯性传感器生存概率较低导致系统失效无法进行对准的问题,开展了基于旋转弹体惯性信息特征的空中动基座对准方法研究。根据旋转炮弹的动力学特性并结合载波相位跟踪方法,提出了基于载波相位跟踪的滚动角对准方法,结合环路阶数选取策略以及相关累加时间选取策略对算法进行优化,经过仿真分析该方法可在单个Y轴陀螺或Z轴陀螺存活的条件下实现滚动角的快速对准;为进一步提高算法的适应性,充分利用Y轴陀螺或Z轴陀螺的信息,提出并行双路跟踪滚动角对准方法,同时对Y轴陀螺与Z轴陀螺的输出结果进行跟踪,利用基于噪底估计的最优化滚动角跟踪结果优选算法,得到最优的滚动角跟踪结果,仿真结果表明该方法可自适应地对异常跟踪结果进行剔除,并输出最优的滚动角跟踪结果,进一步提高制导炮弹用惯性导航系统对复杂力学环境的适应性与可靠性。针对炮射大过载环境下,非旋转炮弹传感器故障或旋转炮弹只有X轴陀螺存活的条件下现有方法无法实现惯导对准的问题,开展了无线电信标辅助下的空中动基座对准方法研究,给出了无线电信标辅助下空中动基座对准的数学模型,并进行仿真分析;针对单信标辅助下的空中动基座对准存在的二值性问题,提出了航迹俯仰角辅助下基于死区判决的动基座对准算法,仿真结果表明,航迹俯仰角辅助下的基于“死区”判决的动基座对准算法,可在单信标辅助的条件下实现对惯导的准确对准,并抑制二值性对滚动角对准精度的影响,提高制导炮弹用惯性导航系统的易用性,降低无线电信标辅助下制导炮弹用惯性导航系统的保障难度与实现复杂度。