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现代战争中精确制导武器发挥着越来越重要的作用,然而在日益复杂的战场环境下精确制导武器经常面临高动态、弱信号以及强干扰等不利因素。为了进一步提高导航系统在复杂环境下的综合性能,在卫星导航的基础上引入惯性导航系统进行组合已成为未来的发展方向。本文以国家自然科学基金项目为研究背景,以GNSS/SINS超紧组合导航系统为研究对象,包括导航算法的研究与原理样机的软、硬件设计。论文的主要内容包括:(1)对GNSS/SINS超紧组合导航系统中的GNSS、SINS系统进行分析;对卫星信息处理及捷联惯性导航解算的程序流程进行设计;对不同组合模式的优缺点进行对比,从中选择合适的组合模式。(2)对超紧组合导航系统中的组合滤波器进行研究,其中包括系统的误差建模、滤波器设计等;针对组合导航滤波器中,数据通讯延时带来的估计误差滞后问题,设计实现了数据同步以及基于状态转移矩阵的误差递推校正方法,并进行了试验验证。(3)针对高动态下的环境,对基于惯性信息辅助的GNSS接收机技术进行了研究,包括利用惯性信息辅助GNSS接收机对卫星信号的快速捕获;通过外部注入星历及惯性信息来辅助接收机实现快速热启动;以及利用惯性信息辅助接收机的环路跟踪技术;最后通过半实物仿真平台对算法进行验证。(4)通过分析确定基于DSP+FPGA架构的GNSS/SINS超紧组合导航系统设计方案;根据系统的需求选择主要器件并进行介绍;随后对重要的硬件模块设计进行介绍;最后,对软件模块设计流程进行介绍。(5)通过卫星信号模拟器仿真试验、实验室静态试验以及户外跑车试验,对GNSS/SINS超紧组合导航系统的性能进行验证。