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以某型精确制导炸弹为应用对象,对弹载低成本MEMS惯导与卫星的组合导航方法进行了深入的研究与分析,内容涉及算法研究、硬件设计、软件实现、工程实验等多个方面。所作的工作可以归纳如下:(1)对MIMU组合结构的器件误差标定技术进行了研究,设计了一种捷联惯性测量组合无须北向基准的标定方法;并对捷联惯性导航的误差模型以及基本解算方法进行了研究,包括高精度的姿态矩阵计算方法,速度、位置的计算方法等。(2)对MINS/GPS松耦合模式下的导航算法进行了研究,根据奇异值可观测理论对系统进行了分析,设计了一种降阶卡尔曼滤波算法,数字仿真结果比较理想,采用降阶滤波器可提高导航系统的实时性,降低硬件成本。(3)对MINS/GPS紧耦合模式下的滤波算法进行了研究,分析了滤波发散的现象,并给出了改进的滤波方法,对低精度的惯导与GPS的组合设计了一种改进的SRUKF非线性滤波算法,并与EKF进行了仿真对比,结果表明改进SRUKF的滤波精度较高。(4)在MINS/GPS组合中由于MEMS惯导精度较低,离开了GPS就无法单独导航,但采用GPS系统战时会受制于人,因此制导炸弹的导航系统不能对其完全信赖。对MINS/北斗/GPS多传感器信息融合算法进行了研究,提出了一种改进的非等间隔联邦滤波器,这种滤波算法除了具有非等间隔联邦滤波器的优点即可以解决各局部滤波器的量测信息的周期不同外,还具有抑制因计算方法不完善或系统噪声统计特性不确切而引起的滤波发散的功能。(5)根据某型精确制导炸弹的特点设计了一种基于浮点DSP+FPGA+MCU的组合导航原理样机。完成了系统的硬件设计、软件设计以及代码实现等工作,针对GPS与惯导数据不同步等问题,在基于浮点DSP+FPGA+MCU的组合导航系统硬件平台上设计了高精度信息同步的算法。(6)对所设计的组合导航原理样机进行了大量的实验考核。如,三轴转台实验、地面跑车实验、飞机挂飞实验、投弹实验等,最终的实验结果均比较理想,导航系统测姿、定位精度较高,设计的弹载组合导航系统原理样机可以满足实际工程的需要。