论文以某航空遥感系统项目为背景，在分析了GPS和INS原理和误差模型，对基于卡尔曼滤波的GPS和INS组合导航系统深入的研究的基础上，针对低成本GPS/INS组合导航系统存在输出姿态角精度不高，稳定性差的问题，研究了GPS/INS/三维电子罗盘组合的导航系统方案，该方案可以提高组合系统导航参数的精度，相对于GPS/INS组合的导航系统具有更高的可靠性和稳定性。　　 目前低成本的GPS/INS组合导航系统中，普通的单天线GPS不具有测量姿态功能，因此姿态角的输出只能依靠惯性导航系统通过解算姿态矩阵得到，然而由于惯性导航系统内部的陀螺仪存在漂移误差，长时间工作情况下，姿态角误差会随时间积累导致精度下降。论文在对GPS/INS组合导航系统的原理及卡尔曼滤波数据融合算法进行了深入研究的基础上，借鉴GPS辅助INS可以修正位置和速度导航信息提高参数精度的方法，考虑三维电子罗盘在三维姿态测量方面的优势，采用将三维电子罗盘加入到GPS/INS组合导航系统中构成新的组合系统，通过三维电子罗盘辅助INS来修正姿态角的输出，同时消除了系统模型误差，提高了导航参数精度。　　 通过MATLAB仿真软件平台，对GPS/INS组合导航系统和GPS/INS/电子罗盘组合导航系统进行了建模及仿真实验。仿真结果表明，GPS/INS/电子罗盘组合导航系统不但能够提高姿态角精度，位置和速度的精度也有不同程度的提高，相比GPS/INS组合系统具有更高的稳定性和可靠性。