近年来随着信息化,科技智能化程度的不断提高,人类活动也日益频繁,对矿场资源消耗与需求量也呈现上升趋势,煤矿的开采深度随之加深,开采的难度也逐渐加大;同时井下人员作业环境差,空间狭小;潮湿、粉尘及各种可能发生的如瓦斯爆炸、透水等新闻中出现的煤矿事故播报也给煤矿工人的生命安全,心理健康带来了极为严峻的挑战。因此,无人化的矿用掘进机系统的需求日益迫切,这对于提高能源生产力,维护人员生命健康具有重要意义。然而,矿用掘进机的导航定位受到煤矿巷道特殊环境的限制,传统地面卫星定位等手段无法有效实施,而惯性导航具有全自主性和不受电磁环境影响的优点,因此近年来作为主要的自主定位系统被矿山掘进机采用。然而惯性导航会随时间不断累积误差,导致其自主导航定位定向精度随时间增长而降低。针对此问题,论文开展了提升矿用掘进机自主导航定位系统精度的关键技术研究,主要研究工作内容如下:首先,综合对矿下环境的考量,对掘进机实际工作需求进行了分析,提出了系统实现高精度定位需要解决的两大主要关键技术,漂移估计和晃动对准。之后,以实验室自研的的光纤陀螺三轴惯性导航系统为基础,针对XXX掘进机需求,开展了总体设计,参与了整个硬件平台的构建。基于捷联惯性导航的基本理论,给出了各个坐标系的定义,对姿态,速度,位置的更新算法同误差方程进行了推导。针对关键技术之一,矿用掘进机自主导航定位系统的漂移估计,根据其Z字型运动的特点,进行了运动状态的可观测性分析,成功地估计出了陀螺仪与加速度计的零偏,实验结果表明,陀螺和加速度计的零偏估计精度与转台零偏估计偏差百分比在16%以内。针对关键技术之二,矿用掘进机自主导航定位系统的晃动对准,设计了基于多矢量的凝固系对准法,并在60s的对准时间要求下,探究了矢量数目选取的问题,同时也对卡尔曼滤波的精对准进行了设计,实验结果表明,矢量数目设置为100时,能使方位角误差在0.15°以内,同时不占用过多的计算资源。本文的研究成果为矿用掘进机自主导航定位系统的对准与漂移估计提供了一种切实有效的方案,具有较好的工程与应用价值。