SINS(捷联惯性导航系统)具有完全自主性,但无法长时间单独工作,GPS长期精度高,但易受外界干扰而无法定位。利用组合导航技术将SINS与GPS进行组合,这样能发挥它们各自的优势,取长补短,是目前导航技术领域内的主要研究内容。近年来,基于MEMS技术的MIMU因其体积小、成本低等优势,在SINS中得到广泛应用,尤其是对微小型飞行载体的导航、制导与控制具有重要意义。因此,本文以实验室自主设计的基于低成本MEMS的MIMU和导航计算机为实验对象,对SINS/GPS组合导航算法进行研究。首先,根据SINS的基本原理及其常用坐标系,对SINS算法中的姿态、速度和位置更新进行了推导,并通过MATLAB完成SINS算法的仿真。仿真结果验证了SINS算法的正确性。其次,根据GPS的系统组成及定位原理,对造成GPS测量误差的原因进行了分析,并完成由GPS预报星历计算卫星坐标的算法仿真。仿真结果表明,此算法对于GPS接收机减少定位时间和提高定位精度提供了一定的理论基础。再次,根据SINS/GPS组合导航系统的误差模型,分别建立了不同组合模式下的状态方程和观测方程,并用扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波对组合方案进行了仿真。仿真结果表明,UKF对非线性系统的滤波效果要优于EKF,紧耦合组合同样优于松耦合组合。最后,通过三轴转台实验和跑车实验对SINS/GPS组合导航系统的各部分算法和程序代码进行验证。结果表明,组合导航各部分程序都是可行的,而且算法较好地抑制了SINS长时间工作时解算结果发散的现象,具有一定的工程应用价值。