微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)技术的发展带来了惯导设备的革新,卫星导航定位以及惯性导航定位两种典型导航方式的结合是目前导航定位领域的研究热点与重点。两种导航定位方法优势互补,取长补短,增强了导航定位系统的精度与稳定性。基于此背景,本文针对MEMS INS/GNSS组合导航定位系统一些关键技术进行了算法研究与实现,本文的主要工作有:(1)对MEMS惯导设备的误差作了系统的描述,设备误差分为两类:确定性误差与随机误差。在确定性误差部分,对标定与补偿方法作了介绍,并采用六位置法针对加速度计确定性误差作了具体的实验分析。结果表明,六位置法标定方法简单有效。此外,着重对MEMS惯导设备的随机误差进行了分析与建模,采用Allan方差分析法辨识并拟合MEMS惯导设备中存在的典型随机误差,包括零偏不稳定性、角随机游走、速率随机游走等。针对传统Allan方差存在的缺点,将动态Allan方差理论运用到MEMS惯导设备的随机误差分析中,分析了惯导设备随机误差的时变特性,采用实测数据利用动态Allan方差分析方法进行分析验证,结果表明,实验设备的时变特性不明显说明此款MEMS设备稳定性较高。在随机误差分析的基础上,提出了运用随机微分方程建模方法对惯导设备的随机误差进行建模的方法与策略;(2)针对MEMS惯性设备的特点,总结分析了适用于MEMS设备初始对准的方法,包括基于惯性系矢量积分对准算法、基于惯性系的Whaba最优矩阵求解对准算法、基于比力量测的Kalman滤波算法、基于速度量测的Kalman滤波对准算法以及捷联罗经初始对准算法。对上述方法原理及步骤进行了介绍与论述,并对各个方法进行了实验验证与对比分析,指出各种对准方法的优劣及其使用策略。针对特定的大失准角下的SINS初始对准,提出了一种简化UKF滤波的初始对准方法,并在各类条件下(大失准角、大方位失准角、小失准角、高、低精度惯导设备)针对所提出的方法进行了验证分析。结果显示,本文提出的方法适用于高精度惯导设备各种失准角状态下的初始对准,对于低精度惯导设备其水平对准效果较好,方位对准收敛效果不佳,有待进一步深入研究;(3)对捷联惯导在地心地固坐标系坐标系与当地地理坐标系下的导航算法进行了推导与建模,并对惯导算法的误差方程进行了分析与建模,仿真验证了纯惯导算法的有效性,并有针对性的仿真分析了惯导算法的误差传播特性;(4)在扩展Kalman滤波算法的基础上建立了MEMS INS/GNSS松、紧组合导航系统数学模型,并对两种组合导航模型进行了实验分析与有效性验证,结果表明,组合导航系统的定位精度与稳定性都有明显提高。此外,将组合导航算法分别应用到车载AHRS与POS实际使用当中,并针对POS事后算法提出正反向滤波策略,经过实验对比,证明了算法的有效性。