针对传统车载捷联惯导初始对准方法中存在方位陀螺误差可观测性差、对准精度不高的问题, 研究了基于谱条件数可观测度分析的多位置对准方法。建立捷联惯导静基座对准误差模型, 利用基于谱条件数法的分段线性定常系统理论分析了单位置、最优二位置和双轴转动三位置对准的可观测度, 对比研究了惯性器件估计误差和对准精度, 探讨了最优二位置对准时间分配问题, 得到在相同对准时间内最优二位置对准精度更高、三位置对准可提高后续导航中方位陀螺常值漂移估计精度的结论, 并通过仿真结果验证了理论分析的正确性。

针对弹道导弹高动态、非线性的特点, 引入了基于三阶球面－径向容积准则的非线性容积卡尔曼滤波(CKF)算法。此外, 针对其特点, 研究了发射惯性系下BDS/SINS深组合导航下的自适应容积卡尔曼滤波(ACKF)算法。该算法根据Sage滤波开窗法的思想和渐消的思想, 通过引入多重次优渐消因子到CKF滤波器中, 自适应地在线调整CKF滤波器的观测误差协方差阵, 在提高滤波精度的同时实现对快速变化的状态进行强有力的跟踪。实验结果表明: 多重次优渐消因子的引入使得CKF滤波器可以更多地利用系统的先验信息, ACKF滤波器对快速变化的状态具有更强的跟踪, 系统误差在较短的时间内收敛, 提高了组合导航系统的动态性能。

针对头盔瞄准线快速、精准测量的要求，研究一种全新的综合瞄准线测量方法。在电磁瞄准线测量基础上，增加微惯性测量技术，实现头部姿态的高精度、快速、实时测量。通过卡尔曼滤波算法以及微惯性器件零偏估计，将电磁和惯性测量技术融合在一起进行综合瞄准线测量。根据瞄准线测量原理建立有效的数学模型，并用实物搭建实验平台进行测试和验证。实验结果表明，惯性和电磁综合瞄准线测量技术可以快速、有效地计算出高精度瞄准线。