惯性导航具有隐蔽性强、短期导航精度高、输出导航参数全面、数据更新频率高等优势,但是其导航参数误差会随时间累积,无法长时间单独工作。全球定位导航系统GPS可以长时间提供较高精度的导航定位信息,但在遮挡区或高速动态过程中,信号接收机容易失锁,无法正确定位。因此可使惯性导航与GPS构成组合导航系统,利用GPS长时间较高精度的定位信息抑制惯导系统的误差累积,再利用惯导系统抗干扰能力强的特点增强GPS的抗干扰能力。论文以基于伪距、伪距率的SINS/GPS紧组合系统为研究内容,针对紧组合系统中的低精度IMU大方位失准角的初始对准、GPS选星算法、可观测度分析、GPS完全失锁时抑制SINS误差发散等方面进行研究,提出相应的改进或解决方法。首先,论文介绍了捷联惯性导航系统SINS与GPS的导航定位原理,推导了SINS力学编排方程,并分析了SINS与GPS系统状态误差,以方便后续SINS/GPS紧组合系统数学模型的构建。其次,根据开普勒轨道定律推导GPS卫星的瞬时位置、速度方程,由GPS卫星星历数据对GPS可见星进行仿真。针对最小几何精度因子GDOP等传统选星算法计算量大的缺点,提出一种基于SINS/GPS紧组合的选星算法,该选星算法首先根据卫星高度角及方位角对系统状态可观测度的影响排除一部分卫星,再根据高度角以及底座锥体半顶角之和确定最佳的卫星组合,遍历组合数少,无需大量的逆矩阵运算。最后通过仿真验证了该改进选星算法的可行性。然后,介绍了系统的可观测性与可观测度概念,针对已有的基于系统可观测性矩阵SVD的可观测度分析方法计算过程中存在问题,提出一种改进的SVD的可观测度分析方法。该方法根据PWCS系统提取可观测性矩阵SOM的奇异值以及对应的右奇异值向量来计算各状态量的可观测度,物理意义明确,计算更加简便。最后通过不同情况下的紧组合可观测度分析验证该方法计算的可观测度可较为准确的描述系统状态的Kalman滤波估计效果,表明了该方法的正确性与可行性。最后,针对低精度IMU自对准时方位失准角较大,造成系统的非线性的问题,提出用数字罗盘辅助SINS系统的对准。之后构建紧组合系统Kalman滤波数学模型,并通过数字罗盘以及不完全约束法抑制GPS完全失锁时SINS误差的快速发散,最后通过Matlab进行各种情况下的仿真比较,验证了本文设计的低精度SINS/GPS紧组合方案的可行性及有效性。