目前弹载惯性测量组合测试标定精度受外界干扰影响较大，特别是光纤陀螺温度稳定性低，易受环境温度影响参数变化，导致误差补偿效果不好。针对该问题，提出设计一种光纤陀螺旋转惯性测量组合。在惯性测量组合外加旋转轴，在导弹飞行过程中使惯性测量组合绕旋转轴连续旋转，将射前补偿不完全误差调制为周期项，从而达到误差自补偿的效果。理论分析和仿真结果表明，通过旋转不仅能自动补偿与转轴垂直方向惯性仪表的常值误差和部分安装误差，而且能补偿加速度计部分一次项误差、二次项误差和部分交叉轴耦合项误差，选择合适的旋转方案还可以完全消除旋转速度与陀螺仪标度因数误差、安转误差的耦合误差。

基于旋转调制的自补偿技术是进一步提高激光陀螺仪捷联惯导系统导航精度的有效方法。研究了旋转调制捷联惯导系统中的激光陀螺仪误差补偿方法。建立旋转式捷联惯导系统激光陀螺仪的误差传播方程，分析激光陀螺仪旋转误差效应及误差传播特性，在此基础上建立了调制策略编排目标函数；研究了双轴交替旋转调制模式下的调制策略编排方案，提出了一种改进的16次序双轴交替旋转调制方法，建立了基于双轴转动角速度的动态误差方程，实现了转动过程中激光陀螺仪的常值项误差、标度因数误差、安装误差的有效补偿，进一步抑制速度误差积累所引起的位置误差。仿真结果验证了该方法的有效性，提高了捷联惯导系统导航精度，可为旋转调制光学捷联惯导系统设计提供理论参考。

在惯组系统级标定过程中, 由于系统模型尤其是噪声统计特性的不确定性, 常常造成较大的估计误差, 严重时甚至导致滤波器发散。针对此问题, 采用Two-Stage滤波思想, 研究随机噪声干扰下系统不确定性偏差的最优滤波器设计(OTSKF), 并在此基础上提出一种基于最优TSKF算法的快速次优滤波算法。理论分析表明该算法具有较小的运算量、良好的收敛性及抗扰动性。最后, 将该算法应用于惯组系统级标定, 通过一组自动化标定方案, 实现了惯组的在线标定, 实验结果验证了该算法的有效性。

几乎所有的现实系统都是非线性的，因而非线性估计问题显得尤为重要。通过分析3种常用的非线性滤波器：扩展卡尔曼滤波器、Unscented卡尔曼滤波器以及粒子滤波器的原理，确定其适用性。用单变量非平稳模型及再入目标跟踪模型，通过Monte-Carlo仿真计算估计的均方误差及时耗，进而对上述3种滤波器滤波精度、一致性以及运算量进行比较。

捷联惯性导航系统的旋转调制技术是一种自校正方法，它能在不使用外部信息的条件下，自动补偿陀螺漂移和加速度计零偏引起的系统导航误差。该技术在国外潜艇和舰船上已得到成功应用，旋转捷联惯性导航系统的误差传播方程是研究旋转捷联惯导系统初始对准、系统级标定等的基础。基于此，推导了以地理坐标系为导航坐标系的单轴旋转捷联惯性导航系统的导航方程和误差传播方程(位置误差方程、速度误差方程、姿态误差方程)，给出了误差传播的仿真结果。仿真表明，若采用单轴旋转调制技术，陀螺仪常值漂移和加速度计零偏引起的导航误差都可以得到有效补偿，而初始位置误差、速度误差及姿态误差引起的导航误差得不到补偿。将旋转调制技术应用于捷联惯导系统，能极大地提高**系统的长期工作精度。