激光陀螺捷联惯性/星光组合导航系统（论文简称为星惯组合导航系统）可以充分融合星敏感器与激光陀螺捷联惯导各自的优势,实现高精度、高动态、高可靠性的长航时自主导航定位与姿态测量。在船载、机载、弹载以及星载等领域应用广泛,特别是在军事领域中有着重要的地位与价值。论文以星惯组合未来发展趋势为牵引,从星惯组合涉及到的星敏感器动态误差抑制、星惯组合系统的综合在线标定以及星惯紧组合与深组合导航方法等方面展开研究,具体研究内容如下:（1）对星敏感器动态误差抑制方法进行了深入研究。从不同动态条件下的星敏感器动态误差特性出发,在深入研究ACF（Attitude-correlated frames,ACF）抑制噪声频谱特性的基础上,提出了一种运动误差补偿质心法（Centroid based on Motion Error Compensation,CMEC）与ACF相结合的星敏感器动态误差抑制方法。CMEC利用陀螺高精度地重构星点在曝光周期内的运动轨迹,通过观测预测星点质心与提取星点质心之差,实现星敏感器动态误差补偿。由于焦距与探测器尺寸的差别,导致该方法对光轴方向动态误差分量的观测敏感性弱于其他分量,提出采用双镜头姿态融合实现动态误差各分量的补偿,补偿后星敏感器动态误差中的低频分量得到很好的抑制。结合姿态关联帧方法可进一步抑制星敏感器动态误差中的高频分量,该方法使CMEC的低频噪声抑制能力与ACF的高频噪声抑制能力有机结合,相互补充,达到最佳的动态误差抑制效果。仿真结果表明,在典型的车载动态条件下,补偿后ACF关联曲线与理论曲线偏差小于0.5^′′。实验结果表明星敏感器垂直于光轴方向的姿态精度提高了2.2倍,光轴方向提高了6.7倍,利用ACF进一步抑制星敏感器随机误差,关联曲线与理论曲线偏差小于0.9^′′。（2）对星惯组合系统误差综合在线标定方法进行了研究。提出了一种预测星点质心与提取星点质心之差PSCE为观测量,姿态误差、陀螺零偏和标定参数误差为状态变量的Kalman滤波方程来标定星惯组合导航系统主要误差参数的方法,实现了星敏感器内参数、陀螺误差以及星惯安装误差的综合在线标定。在典型星敏感器精度与50型激光陀螺性能条件下,标定后组合系统三轴姿态精度为[0.65,0.31,0.53]^′′,并仿真验证了该方法在不同星敏感器性能（质心精度）以及不同陀螺噪声水平下的鲁棒性。对该方法的参数解耦特性进行了分析,提出了利用“等效主点误差”评估主点与星惯安装误差分量Ψ_x、Ψ_y的综合标定效果。进行了星惯组合系统误差综合在线标定实验研究,四次实验主点标定偏差最大值为（1.82,0.47）pixel,标准差为（0.77,0.20）pixel,等效主点标准差为（0.0430,0.0230）pixel,标定后重投影误差均值为（0.0064,0.0011）pixel,标准差为（0.0732,0.0909）pixel。进一步研究了星惯组合系统的动态标定方法,达到了与静态标定相当的效果。（3）对星惯组合导航的理论与仿真进行了深入研究。分析了理想星惯组合的误差传播特性,并对基于星敏感器惯性姿态信息的星惯组合系统的初始姿态对准进行了研究。提出了一种基于星点坐标观测的星惯紧组合导航方法,与松组合导航相比,紧组合方案在单星观测条件下仍可正常工作,且观测噪声的统计特性更加稳定,该方法适用于静态环境与（星点）匀速直线运动的动态环境。仿真验证了该方案在不同星敏感器质心精度与陀螺精度条件下的鲁棒性,并在小视场条件下对星惯松组合与紧组合的组合精度进行了对比仿真,结果表明,紧组合的精度优于松组合。提出了一种适用于（星点）复杂运动状态下的星惯深组合方法,实现了星敏感器动态误差与惯导误差之间的互相抑制,可显著提高精度和综合性能。在典型车载条件下的仿真结果表明,与紧组合相比,主要误差指标至少降低了3倍,惯性系下姿态精度可达亚角秒量级,在加表零偏补偿前提下,位置精度可达10米量级。（4）星惯组合实验研究。设计了静态条件下的星惯组合实验,采用50型激光陀螺组合后2h内经、纬度误差均优于0.15海里,优于自主导航精度（约为1海里）,加表零偏补偿后2h内经、纬度误差均优于0.10海里。在动态条件（星点匀速直线运动）下的星惯组合实验中,组合后1h内经、纬度误差均优于0.15海里,优于自主导航精度（约为0.8海里）,加表零偏补偿后1h内经、纬度误差均优于0.05海里。验证了星惯组合对陀螺零偏的估计精度优于GPS/INS组合,验证了小视场（1/3FOV）条件下紧组合导航精度明显优于松组合。在动态条件（星点复杂运动）下的星惯组合实验中,深组合方案对星敏感器动态误差抑制后,1.5h内组合位置误差约为0.5海里,优于紧组合精度（约1海里）。