惯导系统是一种完全依赖于自己的系统,它的工作原理是利用系统的惯性器件当中输出的信息来求解导航需要的信息,其中包括位置和姿态,而且由于其不受外界的影响,所以不易被检测到,更加适合在现代化军事运用。国内光纤惯导和激光惯导的快速发展,使得越来越多的捷联惯导设备成功应用于舰船导航当中,由于惯导系统的导航仅仅依靠自身,因此在载体运动过程中会使误差累计,其中就包括初始对准误差。因此,文中主要的方向是捷联惯导在复杂环境中的初始对准,初始对准又包括粗对准和精对准,对两个对准分别进行优化,来减小惯导系统导航时的误差。文中介绍了研究的主要背景和要解决的问题,然后重点阐述了捷联惯导系统的基础知识和解算原理。并且由于姿态是惯导中最重要的参数,因此其更新算法是非常重要的,因此文章介绍了用来描述姿态的四元数基本知识以及根据激光惯导的角增量的输出形式,详细的推导了姿态更新的毕卡求解方法。同时惯导系统导航时会受自身和外界误差的干扰,文中给出了惯导系统的误差方程,并对三种主要的误差源对惯导系统后续导航的影响进行了仿真,一定程度上证明了课题研究的必要性。文章对船用捷联惯导所使用的粗对准进行研究,对比分析了解析式粗对准方法、惯性系粗对准方法以及最优四元数粗对准方法。推导了上述方法的对准原理,并在静基座及具有摇摆、三轴荡运动的条件下分别进行仿真,并针对最优四元数粗对准方法存在的不足引入小波阈值降噪而去改进。对捷联惯导系统的可观测性进行分析,从而通过理论证明了摇摆能够提高系统可观测性,同时针对系统的不可观测状态量,通过上述理论确定了最佳可观测子系统,并对结果进行仿真,发现降维与全维精度基本一致。同时针对在卡尔曼滤波过程需要建模准确,噪声统计特性准确基础上,不满足以上条件的情况下易发散,深入研究自适应卡尔曼的理论并进行了详细的理解分析,并且进行了仿真。针对陀螺漂移可观测性较低的问题,仿真分析了失准角与陀螺漂移估计的关系,最终根据这两者的关系确定了以速度为观测量的对准方案。同时根据目前的发展,对以速度加姿态为观测量的对准方案进行了仿真分析。同时通过转台实验和静基座实验数据证明了对准方案的可行性,并且对准精度较高。