飞机进近着陆阶段是整个飞行阶段中对导航系统的精度和可靠性要求最高的阶段。在满足精度要求的前提下,飞机进近着陆阶段要求导航系统可靠性高,实时性好。单一的导航系统很难满足这一要求。GNSS与SINS互补性强,其组合是一种很好的进近着陆导航方案。GNSS/SINS组合导航系统体积小、重量轻,适用于飞机飞行全程特别是进近着陆阶段。高精度GNSS/SINS组合导航技术还存在一些问题有待研究。GNSS载波相位相对定位精度高,但是需要快速求解整周模糊度,并且在信号受到干扰时可能需要重新求解整周模糊度。动态条件下求解整周模糊度的时间一般较长,快速实现整周模糊度动态解算是提高组合导航精度、实时性和可靠性的一个重要手段。为确保惯导在某些故障状态中能够恢复运行,惯导应具有空中对准的能力。本文重点研究GNSS整周模糊度快速求解方法和SINS空中对准方法,以提高组合导航系统的精度和可靠性。此外,惯导误差状态的可观性是影响组合导航系统精度及正常运行能力的重要因素,惯性传感器的随机误差是惯导系统的关键误差之一,因此本文也对惯导误差状态可观性分析方法和惯导随机误差建模补偿方法进行了重点研究。围绕上述重点研究内容,本文主要完成了以下研究工作:(1)提出一种基于浮点模糊度方差阵分析的整周模糊度搜索空间确定方法。浮点模糊度虽然没有了整数特性,但总体上可最大程度地满足观测方程组,通过试验统计数据分析认为,若不存在粗差则整周模糊度与浮点模糊度元素值相差不会很大。首先利用每个模糊度元素的方差初步确定模糊度搜索空间,然后利用元素间的协方差确定一个调整系数,进一步确定模糊度的搜索空间。试验证明该方法相比Cholesky分解方法的搜索空间显著减小,且搜索成功率相当。(2)提出了GNSS/SINS组合导航系统归一化正交变换可观测度分析方法。首先根据GNSS测量信息建立用于求解组合导航系统误差状态的最小二乘法方程,然后对法方程系数矩阵进行对角线元素归一化,并进行特征值分解,此特征值即作为归一化正交变换后新的误差状态变量的可观测度。在此基础上提出一种模型降阶方法,对状态变量进行线性变换,将变换后的状态分为可观部分与不可观部分。认为当前时刻不可观部分对导航结果输出影响有限,可利用历史时刻值外推进行估计。误差模型只保留可观测的状态,降低了模型的阶数。(3)提出了机载捷联惯导系统单天线快速解析初始对准方法,即利用2个历元的GNSS位置、速度信息,1个历元的SINS视加速度测量信息,在侧滑速度为零的约束条件下,解析计算载体姿态四元数,完成空中快速初始对准。该方法放宽了空中粗对准传统方法中对飞机姿态的要求,可在较宽的动态范围内保持较高的对准精度,且计算量较小,对准速度较快。(4)提出了基于ARMA模型的惯导随机误差建模改进方法。利用快速傅立叶变换方法对随机误差进行平稳化,在ARMA模型类型的识别中,量化识别时间序列特征函数的拖尾性和截尾性,并通过统计方法得到其量化参数值。利用修正的递推最小二乘法提高了模型参数辨识的收敛速度,并对模型的适用性进行检验。结果表明,该模型能够比较有效地抑制随机误差,并可对随机误差进行白噪化,从而提高滤波精度。