极地地区具有巨大的经济科考价值以及至关重要的军事战略地位,但极区经线随着纬度升高而快速收敛,导致基于真北方向导航的传统当地水平地理惯性导航系统,在极区不再有效。目前,对极区导航的研究大多仅依靠纯数学仿真方法,无法真实有效的反映出运载体在复杂的极区环境中的运动情况,存在较大的局限性,且由于极区特殊的地磁环境,诸多组合导航手段无法适用。论文以格林尼治子午面与当地水平面的交线作为新的航向参考,推导了基于格网坐标系的惯性导航系统力学编排体系和极区初始对准方法,介绍了纬度增量法的数据转换方案,提出了基于格网坐标系的旋转惯性/天文组合导航方法,旨在解决传统真北方向惯性导航系统在极区不再有效、纯数学仿真方法说服力不足及导航精度不高等问题,为探索极区导航提供新的思路。本课题依托十三五装备发展预研项目—惯性/天文组合导航系统技术,主要开展了以下几个方面的研究:（1）基于格网坐标系,推导了格网惯性导航系统力学编排体系,并以基于当地水平地理坐标系的惯性导航系统的解算结果为参照进行对比验证,结果表明,二者的姿态角、速度及位置误差均在10-2量级内波动,说明了其正确性。此外,结合抗晃动粗对准方法理论,推导了适用于极区的格网初始对准方法,并进行了仿真分析。（2）为克服纯数学仿真方法的局限性,利用纬度增量法将低纬度的陀螺和加速度计数据转换到高纬度,分析了数据转换对导航结果的影响。结果表明,转换前后的姿态角误差和速度误差输出均在10-3量级内波动,不影响导航结果,验证了纬度增量法数据转换的有效性,实现了极区导航的半实物仿真验证,增强了极区导航研究的说服力。（3）论文推导了惯性/天文组合导航系统量测方程,建立了12维的卡尔曼滤波模型,首次提出了基于格网坐标系的旋转惯性/天文组合导航方法,探究了该方法在低纬度和极地地区的适用情况。结果表明,低纬度下,在7.4h的导航时间内,旋转惯性/天文组合导航系统的最大定位误差为245m,明显低于纯格网惯性导航结果1010m。又利用纬度增量法对一段低纬度动态数据进行转换,结果表明,在10.5h内,组合导航系统的最大定位误差比格网惯性导航系统结果低360m,证明了基于格网坐标系的旋转惯性/天文组合导航系统具有更高的精度,更强的适应性,为探索极区组合导航开辟了新的途径。