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目前，航空航天领域逐渐成为各国科学研究关注的焦点，越来越多的高动态载体被设计和开发，为了提升飞行器和武器等高动态载体的性能以及增强它们的生存能力，需要设计一个稳定、连续、高精度的导航系统。因此，高动态载体的导航技术作为研究热点得到各国的广泛关注。传统的导航系统各有特色，优缺点并存，各系统单独使用时都难以全面满足高动态载体导航要求，因此，将多种导航系统进行组合成为高动态载体导航技术的最佳选择。在GNSS/INS组合导航中，松组合和紧组合方式都非常依赖GNSS接收机本身的工作性能，而普通GNSS接收机在复杂、恶劣的高动态环境下往往无法正常工作，这使得传统GNSS/INS组合导航系统的性能无法满足新型高动态载体的需求。为了解决这个问题，超紧组合方式应运而生，它采用矢量跟踪取代标量跟踪，在接收机跟踪环路上耦合INS，有效地提高了GNSS/INS组合导航系统在高动态、弱信号和干扰环境下的导航稳定性和精度，非常适合高动态载体应用。依托2009年和2011年上海航天局两项科研基金，紧跟高动态载体导航当前发展趋势和研究热点，本文作者开展了基于矢量跟踪的高动态载体GNSS/INS超紧组合导航技术研究，研究了GNSS/INS超紧组合导航中INS初始对准、IMU辅助GNSS信号捕获、GNSS信号矢量跟踪、高动态下连续稳定导航和完好性监测等5项关键技术，为GNSS/INS超紧组合导航技术在高动态载体上的应用奠定了理论基础。主要的研究工作体现在以下5个方面：1.调研了国内外高动态载体导航技术以及组合导航技术的研究现状和发展趋势，结合课题研究背景，确定了用于高动态载体的GNSS/INS超紧组合导航技术的研究内容。2.针对高动态载体的特点，提出了动基座传递对准方案，建立了传递对准误差模型，设计了对准滤波器，并对信息传递过程中的延时问题进行了分析；基于系统的可观测性分析进一步对传递对准滤波器进行了简化，设计了降维传递对准滤波器，缩短了传递对准时间；构建了传递对准仿真平台，进行了传递对准仿真实验，评估和比较了简化前后传递对准性能。3.研究了IMU辅助GNSS信号捕获的性能指标及其带来性能提升的机理；论述了IMU估计多普勒频移的原理，比较IMU辅助前后频率偏移估计精度，详细推导了IMU精度与多普勒频移估计精度的数学关系，以此为基础分析IMU精度对多普勒频移估计的影响；搭建了导航数据生成和采集平台，利用该平台生成和采集的数据进行了不同精度IMU辅助的GNSS信号捕获实验，比较了不同精度IMU辅助捕获的捕获时间和捕获能力。4.分析了矢量跟踪超紧组合导航系统的构建形式；建立了跟踪环路的误差模型，从误差源和误差分布上分析了超紧组合提升跟踪性能的机理，得到了IMU精度与超紧组合导航系统跟踪环路误差的数学关系；针对高动态载体应用场景，提出了适用的超紧组合导航方案并设计了相应的滤波器，以此为基础开发了软件超紧组合导航系统并搭建了超紧组合导航半物理实验平台，在该平台上进行了高动态载体超紧组合导航系统性能评估实验。5.针对现有接收机自主完好性监测和组合导航系统完好性监测方法的缺陷和不足，基于超紧组合导航系统本文提出了一种不受可见星数目限制的新的完好性监测方法；将差分技术进一步引入超紧组合导航系统完好性监测，提出了差分辅助的超紧组合导航系统误差辨识方法。本文4个主要的创新点为：1.不同于以往可观测性分析多用于分析系统性能，本文提出将可观测性分析引入动基座传递对准，用于简化传递对准滤波器，通过舍弃不可观测性的状态变量，设计了降维滤波器实现快速传递对准，在保证对准性能的前提下，减小了计算负担，提高了对准效率，使系统更适合高动态载体应用。2.详细推导IMU精度与多普勒频移估计精度间的数学关系，以此为基础分析了IMU精度对高动态载体的IMU辅助捕获性能的影响，并通过实验比较了不同精度IMU辅助的GNSS信号捕获的性能，证明推导和分析的正确性和合理性。3.建立了普通接收机和超紧组合导航系统跟踪环路的误差模型，根据这些模型对两者的跟踪环路误差和误差分布进行了仿真比较，揭示了超紧组合提高跟踪性能的机理；基于超紧组合导航系统的跟踪环路误差模型，还推导了IMU精度与跟踪环路误差间的数学关系，并通过仿真进行了验证。4.提出了一种基于超紧组合导航系统的新的完好性监测方法，该方法既可以实现超紧组合导航系统故障的即时检测和排除，也不受可见星数目的限制；借鉴差分定位的思想，将差分技术引入超紧组合导航系统完好性监测，提出了差分辅助超紧组合导航系统实现误差源辨识的方法。