惯导系统可以用来确定载体的位置、速度和姿态,在航空、航天、航海等领域得到了广泛地应用,常作为组合导航系统的主导航系统。伴随着惯性元件控制理论及计算机技术的发展,捷联惯导系统以其体积小、成本低、结构简单、可靠性高等优势成为惯导系统发展的主流和方向。在以前,都是假设捷联惯性测量组件(SIMU)安装于载体坐标系的原点,但是,事实上考虑到SIMU自身体积以及安装位置等因素,其测量敏感点不可能同载体坐标系的原点恰好重合在一起,而是存在一定的距离。根据刚体转动定理,距离转动点不同距离处的加速度的数值是不同的。所以,当角运动的时候,SIMU上每个点的加速度一般是互不相同的,如果把其当作是理想的输出,再进行惯性导航解算的时候,会在理论上产生导航误差,本文称作这类误差是内杆臂效应误差。当进行不同导航系统之间信息比对的时候,即组合导航时,需要考虑到杆臂效应问题,称作是外杆臂效应。本文首先简介了惯导系统的误差方程,常用坐标系及转换关系,捷联矩阵的更新方法,以及卡尔曼滤波的基本方程。然后,在惯导理论的基础上,分析了内杆臂效应产生的原因,以质点在二维平面上的运动情况为例,分析质点在圆弧形轨道上的运动。假设SIMU绕某转动轴作角振动,分析运动情况,证明内杆臂效应的存在性,通过仿真实验说明其对系统产生的影响。再针对内杆臂效应误差,提出了两种补偿措施——基于动力学原理的力学补偿法和基于卡尔曼滤波原理的补偿法,针对这两种方法,依次采取仿真实验以验证补偿方法的可行性。在实验室现有条件下,利用三轴转台设计了五级海况摇摆实验,分析实验数据,验证了基于卡尔曼滤波的补偿法的有效性。然后研究外杆臂效应误差的补偿问题。先以SINS/DVL组合导航系统为研究对象,分析外杆臂效应误差对系统的影响,提出补偿方法,建立误差模型,利用仿真实验验证,对结果进行分析。再以SINS/GPS组合导航系统作为研究对象,提出了外杆臂效应误差的补偿方法,建立误差模型,完成仿真实验,分析实验结果。最后依据实验室设备条件,设计了车载实验以及半仿真实验,验证了SINS/GPS外杆臂效应误差补偿方法的有效性。最后得出本课题的结论,即杆臂效应对捷联惯导系统及组合导航系统都产生误差影响,提出的误差补偿方法可以提高导航精度。