高精度捷联算法技术、信息融合技术及容错设计技术是捷联惯性基高精度容错组合导航系统设计的关键问题。本文以高空高速巡航导弹为依托，设计了激光捷联惯导／星光／卫星容错组合导航系统，对上述关键技术进行了深入系统的研究。论文的主要研究工作如下： 1．针对当前捷联惯导系统中惯性器件的输出大多采用增量形式的数据输出，简要介绍了适合于增量形式数据处理的捷联算法基本理论。基本理论包括四元数和等效旋转矢量算法，圆锥效应、划船效应、涡卷效应产生的机理及作补偿的相应优化算法。 2．以东北天坐标系为导航坐标系，假定姿态、速度和位置更新周期相同时，详细推导了捷联惯导的数字迭代算法。仿真结果表明：捷联惯导算法能实现对姿态圆锥误差和速度划船误差的补偿。 3．系统研究了激光捷联惯导／星光／卫星组合导航系统的信息融合技术。建立了捷联惯导(SINS)、星敏感器(CNS)、全球定位系统(GPS)的误差模型。采用马尔可夫估计理论推导了Carlson提出的无重置联邦滤波的信息融合算法，并揭示了Carlson提出的无重置联邦滤波的信息融合算法最优性的意义。对SINS／CNS／GPS组合导航系统的无重置联邦滤波器进行了具体设计，并进行了仿真分析。 4．系统研究了激光捷联惯导／星光／卫星组合导航系统的容错设计技术，在无重置联邦滤波器框架下，提出了四种系统级故障检测方案，即状态x~2检验法、残差x~2检验法、加安全期的残差x~2检验法及状态x~2、残差x~2同时并行的检验去。对SINS／CNS／GPS组合导航系统，采用上述方法进行了仿真分析。