捷联惯导系统是一种适用全天候的自主导航系统，在航天航空领域中得到广泛应用。而初始对准和惯组误差参数标定是影响捷联惯性导航系统导航精度的两项关键技术，为了满足实际需求，提高捷联惯导系统在复杂环境下的导航精度，本文围绕捷联惯导系统不同动态环境的自对准问题和外场系统级标定方案优化问题展开研究。　　 在干扰环境下，由于缺少基准信息，静基座方法的对准精度并不能满足要求，从而需提供新的自对准方法。我们主要给出两类干扰情形下的自对准方法:　　 1.车载情形下的自对准方法　　 通过分析干扰运动对导航速度的影响，说明了导航速度变化趋势可作为速度误差量测值，采用趋势估计方法获取此变化趋势，进而可以利用加性四元数误差模型的卡尔曼滤波进行初始对准。针对干扰环境下无精确信息参照的情形，提出了对准算法的精度和稳定性的评判准则，在此准则下，通过车载实验对比了直接采用导航速度作为速度误差的方法、采用滤波器滤除干扰的处理方法和趋势估计方法这三种方法的对准精度和稳定性，得知趋势法具有较好的稳定，能够达到满意的精度。　　 2.大摇摆情形自对准方法　　 在风等干扰的影响下，载体易产生较大幅度的摇晃，造成捷联惯导系统初始姿态存在较大失准角，并且无法直接量测误差信号，影响其自对准。由于载体仅发生摇晃，并没有相对移动，从而存在零速的摇晃中心，若是可以视载体为刚体，则载体各点的姿态是相同的，只需获得摇晃中心处的姿态误差即可。根据杆臂效应原理，通过最小二乘方法获得摇晃中心位置，从而由惯组量测得到摇晃中心处的加速度，将动基座自对准问题转化为静基座对准问题。对于杆臂估计方法，将水平失准角扩展为待估参数，减小了模型误差，利用提高杆臂估计精度。对于摇晃基座存在大失准角问题，通过闭环补偿估计参数，可以逐步减小模型误差，获得较好的对准精度，并通过仿真例子进行了验证。　　 由于静态系统级标定方法中惯组放置方案影响惯组参数的估计精度以及稳定性，从而我们给出了在某种意义下的最佳惯组位置编排方案:　　 针对六位置标定方法，通过建立位置编排与惯组9个误差参数（加速度计零偏、标度因数误差和陀螺零偏）标定精度之间的关系，将惯组位置编排问题转化为Fisher信息矩阵的优化问题，并在A-最优、D-最优和E-最优三个优化指标下，给出了惯组位置编排的最优方案，通过仿真与满足可辨识条件的一组位置编排比较，结果表明最优方案能够提高加速度计零偏和标度因数误差的标定精度。