无人机产业是集航空、自动化控制、导航与制导、微电子、空气动力学、材料学、遥感、地理信息、人工智能等多学科，多领域的新兴高新技术产业。与有人驾驶飞机相比，无人机具有体积小、重量轻、能源消耗小、机动灵活性突出、研制成本低、对复杂环境的适应力强等优势，在国防军事和国民经济建设的各个领域具有极为广阔的发展前景。作为无人机关键技术环节之一的导航系统，在无人机的飞行管理中起着至关重要的作用，导航系统的好坏，直接决定无人机能否正常飞行并完成最终既定任务。鉴于无人机在山地等地形复杂地区灾害救援方面的巨大潜力，本文以小型无人机为研究对象，根据其在山地等复杂地形环境下飞行状况，对导航的相关问题展开了深入研究。研究内容如下：首先，根据SINS及GPS的导航算法需要，介绍了相关的坐标系统以及主要坐标系统之间的转换关系，对SINS和GPS两种导航系统的导航算法和误差模型进行了推导分析，设计了一条在无人机山区飞行的典型轨迹，并对SINS的相关数据进行了仿真，为组合导航系统的设计奠定了重要基础。其次，对卡尔曼滤波原理进行了介绍，研究了基于SINS/GPS组合导航系统的滤波算法，对各类组合方式进行了介绍，并对优缺点进行了分析，考虑工程实现的可行性，提出了基于位置、速度组合的松组合方式，根据已有的初始条件对组合导航的算法进行了数学仿真，结果表明GPS辅助SINS构成组合导航系统，可以有效抑制SINS误差的发散，导航精度明显提高。再次，由于无人机在山地等复杂地形环境下的飞行过程中，可能存在接收不到GPS信号，导致整个组合导航系统无法正常工作的情况，针对这一情况，对组合导航的信息融合算法进行了改进，提出了一种快速补偿的算法，并进行了仿真验证。结果表明，该快速补偿算法在短时间内，可以有效抑制SINS误差发散过快，导航精度可控制在一定范围内。