全球定位系统(GPS)和捷联惯性导航系统(SINS)是目前经常被采用的两种导航系统,由于GPS容易受到屏蔽和干扰,惯性导航系统导航误差随时间积累增大的问题,因此,采用SINS/GPS组合导航系统,来实现精确导航的最终目标。介绍了惯性导航系统和组合导航系统的基本概念以及原理,从全球定位系统GPS的组成和工作原理上出发,分析它的具体工作方式以及造成导航误差的具体系统因素构成,接着对部分偏差导航数据进行预处理,同时分析SINS/GPS组合导航系统的组合形式和方式。研究了FPGA和嵌入式处理器NIOS II的基本知识和开发流程。分析惯性器件,设计出整套系统各个部分的应用电路。对于传感器信号的数据调理,设计出信号多路选择和A/D转换电路。对陀螺仪和加速度计分别采用转台实验和六位置标定方法对两种传感器件进行标定补偿,经过补偿之后纯惯导系统对提高导航能力具有较好的效果。建立SINS的姿态、速度、位置等系统误差方程和状态方程,最终建立SINS/GPS组合导航系统模型,设计联合卡尔曼滤波器,并给出了组合导航系统的观测方程。在分析GPS和IMU的具体的性能指标之后,分别对GPS和SINS做静态实验,再对SINS/GPS组合导航系统进行静态实验,采用联合卡尔曼滤波器滤波,组合导航系统的姿态角、速度、位置误差滤波结果具有较好的效果,对SINS/GPS组合导航系统进行动态实验,根据仿真出来的结果可以得出结论,组合导航系统可以有效的解决误差积累的问题,组合导航系统具有更好的导航效果。