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为提高捷联惯导姿态圆锥算法的机动性能，提出一种新的圆锥补偿结构，该结构通过在传统结构中增加一个子样获得。在给出经典圆锥运动定义的基础上，推导了基于新的圆锥补偿结构的圆锥补偿残余误差通式，并采用频率泰勒方法设计了新的圆锥补偿结构系数，从而获得一类新的圆锥补偿算法。定义了2种圆锥算法误差模型，分别用于圆锥环境和机动环境下的圆锥算法性能评估。仿真结果表明：新的四子样圆锥算法的机动精度比传统四子样圆锥算法的机动精度提高约1倍；与传统的压缩圆锥算法相比，新的圆锥算法在保持圆锥性能的同时具有更好的机动性能。