地磁/光谱红移组合导航，是一种全新的自主导航方式，目前国内外的学者对此自主导航方法的研究都比较少，虽然地磁/光谱红移组合导航虽然具有一些显而易见的缺点——只能获得运载体的位置信息、精度不如其他组合导航方式高，但是因为具有自主性高、导航误差不随时间积累、成本较低、建模简单、导航星选取灵活、状态空间模型简单等优点，而受到越来越多的学者和工程技术人员的重视。本文对地磁/光谱红移组合导航进行了比较深入的探究，包括解算公式的推导、导航位置的状态模型建立、卡尔曼滤波设计以及对卡尔曼滤波仿真结果的分析。在文章最后还探讨了地磁/光谱红移组合导航的地面半物理仿真方法。首先介绍了地磁/光谱红移组合导航的研究背景，相关技术国内外的研究现状，规划了全文结构。然后介绍了导航系统的基本知识，包括在导航系统中经常用到的坐标系—导航坐标系、地理坐标系、惯性坐标系等。分析了地磁/光谱红移组合导航的两个子系统－地磁导航系统和光谱红移导航系统的原理，并且针对地磁/光谱红移组合导航的特点，选择地磁/光谱红移组合传感器。接着根据特定的地磁和光谱红移传感器，研究了这两种传感器测量数据的噪声特点，证明了噪声可以看作是白噪声，从而可以应用卡尔曼滤波进行处理。此外本文独立建立了地磁/光谱红移组合导航系统模型。采用状态空间法建立了系统的数学模型，给出了状态矩阵和观测矩阵的列写形式随后，通过巧妙选取另一组状态变量，对模型进行了简化。接着通过求取雅克比矩阵，对系统在标称状态附近进行线性化。在建立系统模型的基础上，分析了地磁/光谱红移组合导航的仿真方法。在设定的初始状态下，编写Matlab程序完成了系统仿真与结果分析。仿真结果表明，地磁/光谱红移组合导航方法满足导航要求。最后，研究了地磁/光谱红移组合导航的地面半物理仿真实验设计方法。在介绍多自由度半物理仿真系统的基础上，提出了地磁/光谱红移组合导航的地面半物理仿真试验方法，给出了导航信号、传感器替代方案。