随着我国北斗卫星导航系统的发展和完善,北斗卫星导航产品正逐渐应用于交通运输、海洋渔业、公安消防和防灾减灾等领域。北斗/SINS组合导航系统可弥补单一导航系统的不足,提高导航系统的整体性能和稳定性,是北斗产业里的一个重要的研究和发展方向。本文的目标是研究模型维数较少且易于实现的北斗/SINS紧组合方式,采用高效稳定的数据融合算法对组合系统中的多传感器数据进行融合,并用DSP芯片作为处理器核心实现小型紧组合导航系统。首先,选择适合于紧组合导航算法实现的DSP芯片,提出了基于多核DSP的北斗/SINS紧组合导航系统的实现方案,设计并搭建了包括北斗卫星导航接收机CNS200、微惯性测量单元ADIS16405、DSP开发板和无线传输模块的组合导航硬件系统。其次,研究北斗/SINS紧组合导航系统数学模型的推导过程,为减轻DSP计算负担,简化系统数学模型,提出了采用两级滤波器分别对姿态相关信息和伪距、伪距率信息进行数据融合的方案。第三,采用自适应CKF算法对源于SINS、加速度计和磁力计的与姿态相关的信息进行融合,并用仿真实验验证滤波方案和算法的有效性;研究北斗和SINS的伪距、伪距率紧组合数据融合过程,采用SCKF对伪距、伪距率数据进行融合,以保证高维系统中数据融合算法的精度和稳定性。第四,设计组合导航软件并嵌入TMS320C6748中,根据系统的通信需求和数据处理需求为处理核心分配任务,在CCS开发环境中开发了DSP核程序、PRU0核程序和PRU1核程序。其中,PRU0核负责采集北斗卫星导航接收机的原始测量数据,PRU1核负责输出组合导航结果,DSP核负责采集微惯性测量单元数据、捷联惯导解算、选星和数据融合。本文所设计的北斗/SINS紧组合导航系统输出导航数据的更新频率为100 Hz,为了验证其性能,分别借助转台和跑车进行实验。实验结果表明,组合导航系统输出的姿态角误差小于2°,位置误差小于5.5 m,速度误差小于0.3 m/s。本文研究结果为构建高精度、低成本、微小型北斗/SINS紧组合导航系统提供了可以借鉴的思路。