随着科技的发展,在军事中对导弹精度的要求越来越高,同时也要求导弹在各种环境中具有高可靠性,因为它直接关系到弹体执行任务过程的成败。导航系统的可靠性和精度主要取决于系统内元件的故障率和精度。一般说来,在捷联惯导系统中,惯性敏感元件的可靠性和精度相对其它部件而言是比较低的,因此,提高捷联惯导系统的可靠性和精度是至关重要的。本论文针对具有一个冗余度的四陀螺四加速度计的冗余捷联系统,进行了配置结构的优化和故障管理方案的设计。针对四陀螺组件,在配置结构的方案设计中,共提出三种安装方式:正交斜置配置方案和两种锥面斜置配置方案。故障管理方案是由故障检测方案和故障隔离方案组合而成。在讨论捷联惯导系统冗余设计方案时,引入了性能指标函数,通过改进的性能指标对三种配置方案进行最优化分析,得出锥面斜置配置结构的可靠性优于正交斜置的配置方式。在故障管理方案的设计中,结合四陀螺组件的特点,设计了四点检测的广义似然比故障检测方案和线性预测方案,通过仿真测试,可以得出两种方案的有效结合,能够准确的检测并隔离出故障陀螺,从而提高系统的可靠性和精度。在进行故障检测时,不同检测门限会影响故障管理方案性能,合理的选择检测门限对故障管理方案的性能至关重要。考虑到惯性器件的输出中一般含有安装误差、刻度系数误差和常值偏差,而这些误差在弹体机动状态下会影响故障检测方案的性能,为解决该问题,设计了采用Kalman滤波技术的奇偶向量补偿方案,对比有无故障和不同故障幅值的仿真测试,验证了该方法的有效性。