随着电子信息技术的高速发展,现代战场环境日趋复杂化,包括GPS、北斗、GLONASS以及伽利略导航系统在内的各种无线电导航系统容易受到敌方强电磁干扰,天文导航系统需要观测到星光才能工作,地形辅助导航系统受到地域和计算机存储地图容量的限制,这些不利的因素导致依靠单一的导航传感器无法确保完全满足导航系统的正常可靠工作,当导航信息输出发生故障时,会影响整个导航系统的精度和可靠性;结合高空长航无人机的应用背景和工作特点,其对导航系统长时间的高可靠性和高精度性要求较高,所以单一的组合导航模式不能满足其工作的需求,为此,论文针对高空长航无人机的工作特点设计了相应的惯性/多传感器组合导航系统容错方案,并对具体的惯性/多传感器组合导航融合算法和传感器故障检测算法进行了深入研究,在此基础上设计了基于分布式网络结构的惯性/多传感器容错组合导航系统仿真实验平台,从而为未来多信息融合导航算法在高空长航无人机的工程应用奠定了一定的理论基础。论文首先结合高空长航无人机的应用背景和工作特性,以惯性导航系统、天文导航系统、GPS和SAR图像匹配导航系统为基础,对组合导航系统融合算法进行了详细深入的研究,首先根据各导航传感器的误差特性建立相应的状态方程和量测方程,然后建立相应的卡尔曼滤波模型,最后通过算法仿真验证了所提出的融合算法的可行性和有效性。其次论文针对传感器工作过程中容易出现故障的问题,对传感器故障检测算法进行了深入研究,针对残差χ~2检测算法对小值的故障信息检测灵敏度较低的缺点,提出了一种基于特征值提取的改进故障检测算法,并通过仿真验证了该算法对小值的故障信息检测灵敏度明显好于残差χ~2检测算法,该改进算法有利于进一步提高导航系统的精度和可靠性。最后,论文在前面研究的惯性/多传感器组合导航系统容错方案、多信息融合算法以及传感器故障检测算法的基础上,设计并实现了基于分布式网络结构的惯性/多传感器容错组合导航系统仿真实验平台,该实验平台由惯性传感器仿真子系统、多传感器仿真子系统、融合与控制子系统以及显示子系统4个部分组成,该仿真实验平台可以对多种导航传感器组合模式下的融合算法进行仿真研究,仿真实验平台的灵活性和适应性较强,最后通过系统仿真验证了该实验平台的可行性和有效性。