随着传感器技术与信息技术的快速发展,传统采用单一导航系统的定位方式会导致适用的场景受到限制,同时导航系统的可靠性及精度也会受到影响。目前,采用多源数据源联合定位方式成为导航技术中研究的热点。在众多导航系统中,捷联惯性导航系统(Strap-down Inertial Navigation System,SINS)具有自主式、隐蔽性等优点,且随着惯性器件技术不断地发展,出现了基于MEMS(Micro-Electro-Mechanics System,MEMS)技术的微惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU),具有体积小,功耗低,成本可控等优势,扩大了惯性导航的应用领域,可在微型或中小型战术载体上使用。根据惯性导航系统本身的优势,故搭建了以惯性导航系统为核心的多源数据融合导航系统软件平台,并对惯性导航系统算法展开研究。本文以某国防重点项目为研究背景,对多源辅助惯性导航系统算法展开了相关研究,主要完成以下工作:(1)介绍了捷联惯性导航系统相关原理知识,包括姿态更新算法、速度和位置解算算法;并由于存在激烈角运动情况下采用传统四元数进行姿态解算会存在不可转换误差,故需要对圆锥误差补偿算法进行研究,并基于使算法误差最小原则对传统双子样法系数进行优化,在仿真经典圆锥运动环境下证明改进的双子样算法精度比传统双子样法效果略优。(2)对MEMS微惯性测量单元陀螺仪误差类型进行分析,根据随机噪声的非线性及易受测试环境影响特性,无法建立固定模型。故采用适用于工程上的时间序列算法进行模型建立,并结合卡尔曼滤波器对具有统计特性的随机噪声进行补偿。又由于噪声特性未知,加入了一种自适应求解量测噪声阵的算法,利用残差来实时估计量测噪声矩阵,提高滤波精度;最后介绍了一种用于评估随机噪声的方法,即艾兰方差分析法(Allance Variance,AV)。(3)首先分析了时空配准误差的基本来源及补偿方法;随后简要介绍本文采用的联邦滤波器结构,并利用轨迹发生器生成所需的轨迹,针对三种信息分配因子进行了精度与容错性实验,从而验证第三种信息分配因子在容错性方面性能最优,且在正常精度实验测试与另外两种信息分配因子精度几乎一致。(4)对微惯导/卫星导航系统的软硬件设计进行了介绍,硬件方面包括硬件总体结构及Soc芯片特性,软件方面包括软件功能划分、软件总体流程、惯性导航解算模块及信息融合延时补偿,最后通过地面静态试验和跑车试验,验证整个系统设计的可靠性和系统精度。