未来卫星的发展趋向于微小型化,不可能在星上装备复杂的导航设备,因此发展星载光纤陀螺捷联系统便成为一大趋势。影响该系统导航精度的主要因素有:随时间积累而累积的光纤陀螺随机漂移;姿态确定时的姿态估计精度。目前,国产光纤陀螺精度较低,且提高光纤陀螺硬件精度成本高、难度大,因此本论文研究如何采取适当的软件方法提高系统精度,主要围绕光纤陀螺随机漂移建模、滤波,以及卫星姿态确定中涉及的软件方法进行效果分析、仿真验证。减小光纤陀螺漂移的主要方法有Kalman滤波、小波滤波。为选取较优的方法,本文对光纤陀螺随机漂移分别进行Kalman滤波、小波滤波,并采用Allan方差法、频谱法分析滤波效果。仿真结果表明小波滤波能更简单、有效地减小光纤陀螺随机漂移,可以取代传统的Kalman滤波。其中,Kalman滤波的应用需要建立光纤陀螺随机漂移的平稳时间序列模型。因此,对于非平稳的光纤陀螺漂移样本数据,需要运用随机信号处理方法进行统计检验和相应的预处理,再采用时间序列分析法建立光纤陀螺随机漂移的数学模型。为满足卫星姿态控制要求,并研究光纤陀螺随机漂移滤波前后姿态估计精度的变化,本文针对对地定向三轴稳定卫星,采用四元数描述法,基于扩展Kalman滤波理论,具体设计了“光纤陀螺+红外地平仪+太阳敏感器”模式的姿态确定系统。仿真结果表明该系统姿态估计精度较高,是可行的,并且光纤陀螺随机漂移的减小有利于卫星姿态估计精度的提高,从而进一步肯定了光纤陀螺随机漂移的滤波对提高系统精度的意义。