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垂线偏差是高精度惯性导航系统的一项主要误差源，为对其进行研究及补偿，导出了初始对准阶段姿态的稳态误差值，建立了惯导系统速度、位置的误差方程，对比了不同地区垂线偏差引起的导航误差，并采用了三种分辨率的重力网格数据对垂线偏差进行插值补偿。初始对准仿真分析表明：垂线偏差大小与其引起的水平姿态误差角等值，航向误差角受水平姿态北向误差和纬度的影响。垂线偏差的补偿仿真结果表明：采用10′×10′的网格数据进行插值补偿可以满足0.1 nm/h的导航精度要求。