捷联惯导系统(SINS)和全球定位系统(GPS)有很强的互补性,利用组合导航技术将SINS与GPS进行信息融合,能发挥它们各自的优势,SINS/GPS组合导航是目前导航技术领域内的主要研究内容。本文以自设计的低成本MEMS的IMU和导航计算机为实验对象,对SINS/GPS组合导航捷联算法进行了研究。首先,根据SINS的工作原理及各常用坐标系之间的变换关系,推导了以东、北、天坐标系为导航坐标系的SINS姿态、SINS速度和位置更新方程,在此基础上又推导了 SINS速度和位置误差方程,并对动态情况下SINS速度和位置误差进行Matlab仿真,仿真结果表明SINS速度、位置误差随时间不断积累。然后介绍了 GPS的工作原理,对GPS单点定位进行Matlab仿真,仿真结果表明GPS误差不会随时间积累,长期定位精度更佳,证明了 SINS与GPS有良好的互补性。其次,对SINS的算法进行了改进。在传统的SINS圆锥误差补偿算法和划船误差补偿算法的基础上,以三子样为例,提出了一种重叠式采样方式,利用圆锥效应和划船效应的对偶性原则,对圆锥误差补偿算法和划船误差补偿算法进行了改进,对改进后的补偿算法与传统补偿算法的误差漂移进行比较,并把改进算法应用到SINS中,Matlab仿真结果证明了改进的补偿算法是有效的。再次,对SINS/GPS多源误差进行分析,针对扩展卡尔曼滤波(EKF)和无迹卡尔曼滤波(UKF)建立SINS/GPS组合系统的状态方程和观测方程,对SINS/GPS组合系统进行EKF和UKF滤波仿真,仿真结果表明EKF和UKF滤波器都比GPS单独工作时定位精度高,而且UKF滤波效果比EKF滤波效果好。最后,对低成本的SINS/GPS组合系统进行硬件设计和软件设计,包括硬件选型、原理图设计以及各种解算程序编写等。进行了跑车实验,对两种方案下的跑车数据进行处理,Matlab仿真结果表明GPS未失锁时,RTS平滑滤波效果比EKF更好;GPS失锁时,用RTS对SINS导航数据进行误差校正,RTS滤波可以大幅度的减小GPS失锁对组合系统造成的积累误差。