运载火箭等飞行器对导航系统精度等性能的要求越来越高。对于高动态、飞行环境复杂的载体,限制导航精度等性能提升的一个关键问题是“天地一致性”问题,如测量模型参数以及组合导航滤波参数装订值与实际情况不一致等。为此,本课题着重研究组合导航信息的深度利用,以SINS/GNSS组合导航系统为研究对象,研究组合导航在线评估与优化问题。首先,建立了基于速度、位置观测的SINS/GNSS组合导航滤波模型,针对一组运载火箭模拟飞行轨迹,进行了状态可观测性分析和状态相互影响分析,确定了能够在线修正的状态量。其次,针对在线评估无外部真值参考的限制,从观测数据质量、滤波质量的角度,提出了精度、收敛性和可靠性三个方面的定量指标函数,研究了各个指标的意义和内在联系,建立了一套在线评估指标体系,并通过仿真实验,分析了各指标对滤波噪声参数变化的极性和灵敏度。然后,基于SINS、GNSS误差时间特性差异,通过信息深度融合,研究利用SINS短期高精度增量信息实现GNSS观测噪声参数的在线计算,并结合实测飞行数据验证了这种思路的合理性。同时,改进了基于次优无偏极大验后估计的Sage-Husa自适应滤波,将其应用于系统噪声参数的在线估计。综合上述研究,提出一种SINS/GNSS组合导航优化设计算法和并行架构,该架构在常规组合导航算法的基础上,增加一个并行滤波器,进行滤波噪声参数估计和滤波解算,通过综合评估不同滤波噪声参数的性能优劣,确定该时刻最优的估计结果,根据状态修正决策实施状态修正,并将确定的滤波噪声参数反馈至常规组合导航中,实现状态和滤波参数的在线优化。基于提出的优化设计算法和架构:给出了在线估计滤波噪声参数的具体实现步骤;利用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)构造了一个均衡考虑各方面性能的综合评估指标函数;研究了状态修正决策条件,并通过仿真验证了其有效性。最后,采用一组飞行模拟数据,针对实际观测噪声未发生明显改变、滤波参数与实际情况一致的理想情况,以及飞行过程中实际观测噪声发生突变、滤波参数与实际情况存在偏差的恶劣情况两种场景,对比验证了优化设计算法的有效性。仿真结果表明,优化设计算法能够并行地进行滤波噪声参数和导航状态的估计,并经过综合性能评估,确定当前时刻的最优噪声参数和导航状态,经状态修正决策实现速度、位置、姿态和加速度计零偏的反馈修正,同时完成滤波噪声参数的优化,提高了组合导航系统的精度,扩大了其适用范围。