捷联航姿系统（AHRS）是一种重要的机载航电设备，主要用于输出载体三维姿态信息。论文主要以国家某重点型号工程中的机载光纤捷联航姿系统为研究对象，针对其在工程应用中的高精度姿态算法和性能优化技术进行了深入的研究和分析，并进行了系统全面的性能试验和可靠性测试验证工作。论文首先对课题组自行研制的捷联航姿系统导航计算机的构架进行了需求分析。该计算机采用“DSP+CPLD”的架构，相对传统单核计算机具有更强的接口管理能力，并避免了数据总线冲突的隐患。对导航计算机的性能进行了大量测试工作，测试表明，该导航计算机接口通讯功能完善，满足捷联航姿系统的应用要求。论文随后对光纤捷联航姿系统的高精度姿态融合算法及不同环境下的性能优化方法展开了深入具体的研究工作。针对长时间飞行过程中惯性器件的噪声特性变化，提出了一种加速度计信息融合降阶卡尔曼滤波的噪声自适应改进算法。该算法通过实时监测传感器误差特性，在线调整卡尔曼滤波噪声阵，提高了捷联航姿系统的姿态精度。由于加速度计信息融合卡尔曼滤波算法应用的前提是载体没有额外加速度作用，在融合前需要先检验加速度计信息有效性。因此针对传统自检验法受到陀螺精度制约而会在复杂飞行环境下出现误判的问题，论文提出了复杂环境下的加速度计信息自检验方案，提高了检验法的准确性与环境适应性。传感器数据的不同步会引起捷联航姿系统在大机动情况下的姿态精度恶化。论文针对工程应用中IMU时序不同步的现象及其对航姿系统姿态解算带来的误差影响进行了分析和仿真，提出了相应的解决方法，进一步论证了本文所述架构导航计算机实时性高的优点。大跨度飞行过程中的温度变化会引起光纤捷联航姿系统的姿态精度恶化。论文通过温度试验研究了光纤陀螺温度漂移特性，并应用多项式补偿法对其输出进行实时补偿，可有效提升航姿系统在全温变化下的精度稳定性。飞行过程中的振动同样会导致光纤捷联航姿系统的姿态精度恶化。论文对机体振动对捷联姿态解算引入不可交换性误差进行了分析。通过对大量振动试验数据的分析，设计了一种自适应变步长平滑滤波器用于振动环境加速度计输出抑噪。通过振动试验验证表明，该滤波器可有效抑制加速度计振动环境输出噪声，从而有效保证了航姿系统在振动环境下的姿态解算精度。综上，论文针对某型机载光纤捷联航姿系统，从提高系统精度及其在不同环境下的适应性出发，展开高精度姿态算法及性能优化技术研究，并进行了大量的实际测试与验证。论文研究成果具有重要的参考价值。