惯性平台辅助的小视场星体跟踪器工作受气象条件、惯导精度、伺服测角精度等众多复杂因素的影响。为了能够量化分析各误差因素, 提高天文导航精度, 研究了星体跟踪器的星图模拟技术。根据星体跟踪器测星原理推导并建立了星图模拟的数学模型。依据该模型设计了星图模拟仿真软件, 仿真模拟了各误差因素对测星效果的影响。仿真结果验证了模型的正确性, 从而可以为星体跟踪器测星及天文导航算法设计提供理论依据。

针对惯性平台误差系数呈现小样本和变化趋势多样化的特点，提出改进传统GM(1，1)模型中背景值的构造方式和原始数据算子变换的方法。背景值重构方法可以从结构上解决“以直代曲”引起的误差问题; 算子变换方法可以弱化原始数据的随机性并增强其单调性，使得到的改进型GM(1，1)模型数据适用范围更广、模拟预测精度更高。通过实例分析，在两种不同趋势数据的情况下，改进型较传统型模拟预测结果精度都更高，曲线拟合程度更好，更能准确反映惯性平台误差系数的变化趋势。

在研究平台稳定原理的基础上, 结合工程结构配置特点, 提出了平台稳定位置干扰值的传递解算算法。该算法首先在稳定平台上安装一个中间惯导, 然后建立中间惯导与稳定平台的一致性关系; 接着根据实测数据建立车载惯导和中间惯导的关系转换矩阵, 通过转换矩阵和车载惯导即可求出中间惯导的值。最后由此构建一个“虚拟惯导”代替中间惯导, 该 “虚拟惯导”的值就是稳定平台的位置干扰值。实验结果表明: 该算法具有较高的解算精度, 误差最大值为0.056 1°。该算法在不调整车载惯导状态的基础上, 利用现成的车载惯导实现了平台的稳定性, 既提高了工作效率, 又提高了性价比。目前, 该算法已成功应用于车载动平台的稳定中。

根据船摇位置自稳定的思想，提出了基于坐标转换的惯性平台位置稳定解算算法。该算法通过坐标变换实时解算出惯性平台相对载体的位置值并将其作为位置稳定控制的位置环输入，从而有效隔离载体对平台位置的干扰，实现平台的稳定。实验结果表明：平台的外框架稳定精度为01 mrad，内框架稳定精度为03 mrad，满足了指标1 mrad的要求。该算法有效地解决了车载惯性平台的稳定性问题，提高了整个稳定系统的性价比。

针对惯性平台稳定回路中采用速率陀螺构成单速度环伺服控制系统的不足，本文提出采用直流测速机为电机转速测量反馈元件构成数字速度内环，采用陀螺为载体转速测量元件构成数字稳定外环组成双速度闭环串级控制结构。在常规的跟踪系统PI 控制方式中，实现了由电流环，速度环，稳定环构成的三闭环控制模式，并和电流环、单速度稳定环构成的双闭环控制方式进行比较。实验结果表明：在扰动频率较高环境下，采用单速度环即可获得较好的稳定精度。而采用双速度环提高了系统对低频的抑制能力，并且对摩擦等非线性因素有更好的抑制作用。

在分析车载惯性平台数学模型的基础上，针对平台的扰动特性，提出了稳定伺服回路的一种改进型线性二次高斯(LQG)控制方法。该方法在反馈中加入了积分项，可以消除稳态偏差，并且依据滤波器收敛性的判据，分别利用Sage－Husa自适应滤波算法和强跟踪Kalman滤波器进行状态估计，既保证了估计精度，又具有跟踪突变状态的能力。仿真和实验表明：该方法在一定程度上降低了对系统模型误差和噪声统计特性误差的要求。