惯性导航系统是一种可以依靠其自身运行,具有很好的隐蔽性,能够持续工作并为载体提供连续、实时的导航参数,以及在短时间内精度较高的导航系统。但是惯性导航系统的导航误差会随时间累积,在长时间导航过程中导航精度就会降低,所以我们需要一种有效的辅助导航算法对惯性导航系统产生的误差进行修正,来保持其精度。地磁场是由各种不同起源、不同变化规律的磁场叠加而形成的天然物理场。由于地磁场的时间变化具有全球性质,而且地磁场的空间变化对时间的依赖关系极小。所以我们可以认为在一定时间内,地球上某一点对应的地磁值是固定不变的。由于地磁场具有这样的特性,所以我们将它作为辅助惯性导航系统的研究对象,是具有理论意义和实际意义的。本文以桑迪亚惯性地形辅助导航(SITAN)系统为基础,深入分析了SITAN算法的原理。并且利用地磁等值线图与地形高程图的高度相似性,提出了利用地磁场值辅助惯性导航的桑迪亚惯性地磁辅助导航(SIMAN)方案。并且建立了系统的量测方程和状态方程,通过在学校操场和松花湖水域的地磁图上进行仿真导航实验,验证了算法的可行性。本文以铯光泵磁力仪作为磁测工具,开展了地磁辅助导航实验。光泵磁力仪以原子能级的塞曼分裂效应为基础,利用光抽运作用和光磁共振作用,测量得到对应点的磁场强度。由于光泵磁力仪具有无零点偏移,可连续测量,测量精度高,噪声水平低,测量量程大等一些列优点,本文实验中所利用到的地磁值都由CS-L型铯光泵磁力仪测量得到。论文的主要工作包括以下几点:首先,介绍了地磁辅助导航系统中的关键技术,包括地磁值的测量、高精度地磁图的绘制以及地磁辅助导航算法的选取。并对已经被广泛应用的地形匹配算法和基于地形匹配原理发展出来的地磁匹配算法和ICCP算法进行了介绍。其次,深入研究了SITAN系统的基本原理和惯性导航系统的误差估值原理。通过对SITAN系统原理的分析,给出了系统的状态方程和量测方程的详细数学模型的建立过程。并且详细分析了SITAN系统中的核心技术,包括地形随机线性化技术和卡尔曼滤波技术,介绍了四种地形随机线性化的原理与卡尔曼滤波技术的工作流程。最后,基于SITAN算法的基本原理,提出了利用地磁场辅助惯性导航的SIMAN系统方案。利用在操场实地探测的地磁值,验证了克里金插值法在局部区域地磁图绘制方面的有效性,并利用这一地磁图初步验证了SIMAN系统的可行性。最终对松花湖水域实地探测的地磁图进行仿真导航实验,并分析实验结果。实验结果表明:SIMAN系统利用地磁场辅助惯性导航的方案是可行的,并且在某些区域具有很好的辅助导航效果。这一方案的提出,对接下来地磁导航的研究具有一定的意义。