由于受到海浪的激励作用,舰船在海上航行过程中,会被动地产生升沉运动,升沉信息的精确测量在海洋贸易中船舶之间的货物交接、海上作业设备的升沉补偿装置设计、舰载机的起降及舰载武器发射等许多方面都有重大意义。本文即针对在海上执行作业任务的舰船,以降低所受海面环境影响,提高作业效率与安全性为目的,对升沉信息的测量展开研究。本文设计了基于捷联惯导的舰船升沉测量方法。通过仿真生成舰船升沉运动轨迹,基于升沉轨迹通过捷联惯导解算升沉信息,设计升沉滤波器以解决升沉信息发散的问题,升沉滤波器在解决升沉信息发散的同时引入了相位误差,通过设计带限傅里叶线性组合算法的修正模型可补偿相位误差,实现了高精度的升沉测量。最后将分析杆臂效应误差并进行补偿。主要研究了如下内容:首先推导了捷联惯导数字迭代算法,并建立了捷联惯导的姿态、速度、位置误差模型。基于升沉运动的特点,分析了基于惯性的升沉测量原理。采用捷联惯导反演算法生成升沉运动轨迹,然后基于升沉运动轨迹解算升沉信息,分析升沉信息发散的原因,并介绍了舰船升沉测量中的杆臂误差效应。根据升沉测量的影响因素及天向加速度误差模型设计可抑制发散、滤除低频信息的升沉滤波器,并分析了影响升沉滤波器性能的参数以及升沉滤波器在抑制发散的同时引入的误差。升沉滤波器在解决升沉信息发散的同时引入了相位超前误差,为了补偿相位超前误差,介绍了傅里叶线性拟合算法的基本原理,并根据升沉信号的特点,采用其改进算法——带限傅里叶线性拟合算法对升沉滤波器的输出信号进行拟合,并采用基于带限傅里叶线性拟合的修正模型补偿升沉滤波器引入的相位误差。对实际工程应用中捷联惯导系统的安装位置与舰船重心不重合导致的杆臂误差效应进行了分析与补偿。对杆臂误差建立了数学模型并进行分析,设计了杆臂误差的补偿算法以得到舰船重心位置及任意监测点的升沉信息。