现代运载体对导航系统的精度和可靠性提出了越来越高的要求,各种导航系统单独使用时难以满足导航性能需要,因此组合导航成为导航系统发展的趋势,捷联惯性导航系统(SINS)/GPS组合导航系统以其优越的性能成为现代导航系统发展的重要方向之一。首先,本文分别对全球定位系统和捷联惯性导航系统进行了具体的探讨,详细论述了它们各自系统组成、定位原理、误差模型和模型计算,并说明了两者组合的必要性。其次,本文深入研究了旋转矢量法。传统的旋转矢量解算对角速度一般采用多项式拟合,而实际中在高动态环境下用多项式拟合角速度的精度不高。从信号重构理论出发,研究了在对角速度信号进行频域连续重构的基础上进行旋转矢量解算,并对其在捷联惯性导航系统姿态矩阵实时求解中的应用进行了仿真。仿真结果表明,在高动态环境下新算法比传统算法更能有效地抑制不可交换误差,对于提高捷联惯性导航系统精度具有重要的意义。再次,为了满足组合导航仿真测试需要,在对飞行轨迹模型进行合理简化的基础上,论文提出了产生捷联惯导仿真系统测试用飞行轨迹数据的简化数学方法,并给出了SINS仿真数据的生成程序框图。最后,本文全面分析GPS定位系统与SINS导航系统的工作原理,误差模型,深入研究了速度、位置组合导航,建立了SINS/GPS组合导航系统数学模型,并进行了仿真。仿真结果表明卡尔曼滤波器能提高组合导航系统性能。