捷联惯性导航系统的设计、仿真和性能评估是一项繁琐而复杂的系统工程,以实物进行试验会导致研发周期长、成本增加和飞行数据不可复制等问题。采用计算机仿真技术,模拟飞行器运动轨迹和惯性器件的测量数据,作为捷联惯性导航系统仿真的输入源和飞行参数的基准值,可以解决上述问题。论文分析了捷联惯性导航系统的导航原理及理论基础,介绍了飞行器的力学特性和惯性器件的误差特性,建立了飞行器不同飞行状态下的控制方程、惯性器件模型以及误差模型,基于GUI技术,开发了可视化惯性导航系统综合轨迹仿真平台,对综合轨迹发生器的功能进行验证,对性能指标进行了测试。主要研究内容如下:首先,对惯性导航系统轨迹发生器的理论及误差模型进行研究。介绍了轨迹发生器常用导航坐标系及其转换关系,对飞行器的力学特性进行研究,建立了飞行器气动模型;对惯性导航系统的原理进行分析,建立了惯性导航系统数学模型;对惯性传感器和导航系统的误差进行分析,建立了传感器和导航系统误差模型。其次,建立了轨迹发生器数学模型。为了满足系统在不同运动状态下的仿真要求,结合飞行器的力学特性进行分析,得到飞行器不同飞行状态下的控制方程和轨迹参数求取方程。根据惯性导航原理逆向解算出惯性测量元件的输出,为惯性导航系统的仿真研究提供了数据源。再次,建立了综合轨迹发生器误差模型。为了得到接近真实惯性器件的输出,分析惯性器件工作原理和常见误差特性,建立惯性器件误差模型。在惯性器件理想输出的基础上引入安装误差、标度因数误差、零偏误差及随机噪声等误差源,还原惯性器件真实的测量数据。最后,完成可视化飞行器轨迹发生器仿真平台开发和验证。通过MATLAB平台开发惯性导航系统综合轨迹发生器,基于GUI技术,实现综合轨迹发生器人机交互功能。设计飞行器典型轨迹,对软件的功能进行验证,对轨迹发生器不同典型运动轨迹生成的数据进行分析,评估轨迹发生器的性能指标。采用成熟的惯性导航软件,将轨迹发生器产生的理想惯性器件输出和模拟真实惯性器件输出的结果分别进行惯导解算验证,对结果进行对比分析。实验结果表明轨迹发生器所产生数据经惯导解算后,可以高度还原飞行轨迹,进而验证了轨迹发生器方案的正确性。惯性导航系统综合轨迹发生器软件已经通过用户验收和应用验证,为用户提供了准确可靠的捷联惯性导航系统算法仿真数据源。