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随着国民经济的发展和国防科技的进步，无论军用还是民用，车辆和船舶的导航定位都向着高精度、高实时性的方向发展，捷联惯性导航系统（Strapdown Inertial NavigationSystem，SINS）由于不依赖于任何外部设备的独特属性，而成为现阶段需要连续导航特别是水下导航等情况下必不可少的设备，但是捷联惯性导航系统符合牛顿第二定律，误差随时间积累，在长时间导航的情况下精度降低，而捷联惯性导航系统与多普勒计程仪（Doppler Velocity Log，DVL）的组合可以显著地克服上述缺点。因而SINS/DVL组合导航系统因其可以提供较长时间的高精度导航参数，受到越来越多的研究和应用。本文主要研究了一种高精度、易于工程实现的基于捷联惯性导航设备与多普勒计程仪的采用速度组合的方法来实现的组合导航系统：算法方面，首先研究了捷联惯性导航系统和多普勒计程仪的基本原理和误差方程，并对多普勒计程仪测量的速度形式进行了仿真；为求解误差方程中的误差系数，设计了速率及位置标定实验，并给出了利用标定实验获得的标定结果进行参数修正的修正方程。然后根据导航参数的求解方程进行了捷联算法设计，在此基础上，对SINS/DVL速度组合的组合算法进行了设计，经过对各种算法优缺点的分析，选择了卡尔曼滤波算法进行速度组合导航算法的设计，并在MATLAB软件环境中对同一组陀螺及加表的采样数据进行了捷联及组合算法解算，通过对两种算法情况下获得的导航参数误差的对比，验证了本文所设计的基于卡尔曼滤波的组合算法的有效性和可行性。在硬件设计方面，本文中所设计的系统最主要的部分即导航计算机的选用方面选择了基于FPGA的导航计算机，对各测量组件根据相应的协议进行了接口电路的设计，并将所设计的系统封装在一个金属壳内，留出接口线以备工程使用。在嵌入式操作系统中，设计了能够应用于实际系统的系统软件和系统的SOPC框架，并针对软件算法引入了μC/OS-II操作系统，详细说明了系统软件设计的步骤。最后，利用本文设计的组合导航Kalman滤波算法对组合导航系统进行了静态转台实验及水下实验，将这两种情况下获得的测量数据代入到组合算法程序中进行解算，结果证明本文设计的组合导航算法能够大大提高导航参数的计算精度，符合工程实际要求。