移动测量系统的核心是GNSS/INS组合导航技术,即利用GNSS导航结果精度高和INS导航结果不受外界影响的特点,通过不同的组合方式为用户提供精度更优的位置、速度、姿态信息。近年来,移动测量系统得到迅速的发展,尤其表现在车载移动测量系统方面。然而传统的车载GNSS/INS测量系统通常搭载一个GNSS接收机,当载体长时间处于直线运动状态时,会存在定姿信息可观测性不强的问题,尤其是航向信息会随着时间而逐渐发散,对低等级的惯性导航器件表现更为显著。而利用载体上安装的多个GNSS天线则可以直接提供航向角、俯仰角和横滚角,形成组合系统中姿态角误差的直接观测,此外,还可以利用各个GNSS的载波相位信息,建立起量测关系。故本文紧紧围绕多天线GNSS/INS松、紧组合导航算法展开研究,主要研究工作如下:(1)研究了 GNSS相对定位技术原理,利用载波相位干涉原理求解流动站不同GNSS天线间形成的基线矢量,通过基线矢量在当地导航系和载体坐标系下的不同描述利用姿态转换矩阵求出航向角、俯仰角和横滚角。提出了一种简单实用的标定方法,用来补偿天线坐标系与载体坐标系间的安装角误差。通过实测数据得出,基线长度为1m左右时,航向角RMS达到0.32°。(2)详细介绍了当地导航坐标系和地心地固坐标系下的机械编排形式并给出了两种坐标系下INS误差方程的具体推导公式。介绍了标准卡尔曼滤波,并根据实际工程应用有针对性的阐述了非线性卡尔曼滤波的线性化和线性卡尔曼滤波的离散化。(3)严密推导了当地导航坐标系下的多天线GNSS/INS松组合状态方程和量测方程以及地心地固坐标系下的多天线GNSS/INS紧组合状态方程和量测方程。并通过实测数据验证多天线GNSS/INS组合导航算法提高航向角精度的可行性。以高精度惯导后处理得到的结果作为参考值,对比分析单天线松组合和多天线松组合结果及单天线紧组合和多天线紧组合结果,实例结果表明:多天线组合对位置和速度起到一定的平滑作用,对俯仰角和横滚角的改善不显著,对航向角改善最为明显,其中,多天线松组合RMS提升了 65.15%,多天线紧组合RMS提升了 58.06%。