近年来,随着世界各国运载火箭发射呈现高强度、高密度的态势,“如何降低发射成本、火箭残骸的落区控制”等问题越来越受人们关注,而一子级导航系统的设计正是实现精准落区控制的“关键一环”。针对一子级可用空间有限,回收过程中温变剧烈、电磁环境复杂等制约条件,目前传统的导航系统无法满足需求。因此,在保证导航精度的情况下,研发低成本、高可靠性的导航系统十分必要。本文以某型运载火箭一子级回收组合导航系统的研制为背景,以降低成本、保证组合导航系统的精度与可靠性为设计目标,从以下几个方面对导航系统的设计进行研究:（1）由于选用MIMU/GNSS组合导航方式以降低研制成本,因此研究了“三合一”组合导航单元中MIMU误差模型的标定与补偿算法,以减小因MEMS器件测量而引入导航系统的解算误差,并通过试验验证了补偿算法的有效性。同时,对基于地理系下的惯性导航解算与卡尔曼滤波器的设计进行详述。（2）针对于一子级飞行环境对导航系统硬件平台的设计需求,给出了导航飞控计算机整体架构的设计方案,对电路中的各个主要模块做了详细介绍,并结合在调试阶段发现的问题,给出电路设计时的注意事项。（3）为了保证导航飞控计算机能够在强电磁干扰的环境下正常进行导航与控制命令的解算,完成与舵机间的远距离数据交互,并保障火箭起飞与分离信号检测的可靠性,从传导抗扰度与辐射抗扰度两个方面对导航飞控计算机的电磁抗扰特性进行了研究。（4）通过进行飞控计算机的工作性能验证试验、高低温环境试验与跑车试验,验证了本文所设计的一子级组合导航系统的工作性能与精度满足要求。