目前，对导航系统的主要要求是高精度、高可靠性、低成本、长时间连续工作等。捷联惯性导航系统(SINS)与全球定位系统(GPS)都是常用的导航系统，由于它们具有很好的互补性，其组合取长补短、充分发挥各导航子系统的优点，提高了系统整体性能，成为目前应用最为广泛的组合导航系统之一。但是，这种组合导航系统存在一个严重的缺点：在城市、隧道等区域，由于GPS信号受遮挡等因素的影响会出现信号失效的现象，从而失去对惯性导航系统的误差校正作用，最终导致组合导航系统发散。本文研究主要内容如下： ⑴分析了捷联惯性导航系统的基本原理，建立了捷联惯导系统和GPS的误差模型，并编写了计算机仿真程序，验证了捷联解算算法的有效性。在分析捷联惯导系统和GPS误差模型的基础上，结合Kalman滤波原理，设计了SINS/GPS位置速度组合及速度组合的误差模型，并进行了计算机仿真，以验证SINS/GPS组合导航系统算法的有效性。 ⑵针对GPS失效情况下的连续导航问题，在不增加其他辅助传感器的前提下，结合人工智能方法，提出了两种GPS短时失效情况下的系统连续导航方法：①RBFNN辅助Kalman滤波器方法，根据RBFNN直接预测补偿SINS的方法，提出了构建RBFNN辅助观测的Kalman滤波器，实现了连续Kalman滤波。仿真结果表明，不仅提高了系统的速度、位置精度，更显著改善了系统的姿态角精度；②ANFIS辅助Kalman滤波器方法，根据SINS/GPS系统模型，分析了利用ANFIS进行系统误差预测补偿的方法，并设计了ANFIS辅助观测的Kalman滤波器。仿真结果表明，ANFIS辅助观测实现连续Kalman滤波的有效性，为多方法实现GPS短时失效情况下的连续Kalman滤波及辅助观测技术的融合奠定了基础。 ⑶基于PC/104+VxWorks+DUAL-RAM+MCU系统构架，设计并实现了一套组合导航系统原理样机。根据系统需求设计了多串口数据采集板，并结合系统硬件设计，完成了软件系统总体架构设计，给出了系统软件设计流程，主要有VxWorks系统的BSP定制，多串口驱动模块，组合导航系统的多任务模块设计。并采用云海YH-5000 IMU及JAVAD INS Gyro-2T GPS接收机，对组合导航系统进行了测试实验。