随着现代化战争各种作战车辆性能要求的提高,对作战车辆的试验技术也提出了更高的要求。用数学和试验方法量化地面不平度和它对车辆的激励干扰过程,通过研究地面不平度激励与车辆动态响应的关系,就可以寻求改善车辆系统动态特性的措施。我们研究所承担的动态试验模拟系统的研制工作,就是希望为车辆和火炮系统在各种环境的动态模拟和台架试验提供模拟条件,进而给出火炮双向稳定特性,火炮身管动态弯曲特性、车辆瞄准操炮特性、火炮射击命中特性等的分析与评价结果。本文研究的捷联惯导系统主要用于路谱信息采集,进而为上述性能试验提供动态性能测试数据,是动态试验模拟系统的一个重要组成部分。本文的主要工作是从实际应用的角度,设计用于路谱采集的捷联惯导系统,并且对设计过程中涉及到系统精度的一些关键技术进行了研究,主要包括坦克行进间角运动动态范围较大时姿态解算准确性问题以及剧烈振动环境下算法漂移问题。本文主要工作涵盖以下几方面:首先,分析捷联惯导系统基本原理,着重对涉及到路谱采集精度的姿态更新算法进行了研究,设计实现了基于欧拉法和四元数法的两套姿态更新算法以及速度位置解算算法,同时对关键算法性能进行仿真测试。其次,研究了捷联惯导系统主要的误差源进行了分析,在此基础上推导分析了系统误差及其传播特性,建立了误差补偿模型,并对其补偿效果进行了仿真分析。之后,分析了高动态环境下算法漂移的成因,并分析设计基于旋转矢量算法的系统高速补偿算法,而后在圆锥运动环境下对高速算法进行优化设计,使其算法漂移进一步减小,并对其漂移补偿效果进行了仿真测试。最后,从系统实际应用出发,结合系统精度要求进行了系统总体设计,系统误差分配,惯性元件选择,机械接口和电气接口设计以及系统标定方法设计等工作,同时进行了系统硬件实验和软硬件兼容性测试分析。