现代高性能飞机对导航精度和可靠性的要求越来越高，随着机载非相似导航系统的增加，量测量也随之增加，这对改善卡尔曼滤波估计效果、提高组合导航系统精度无疑是有益的，但同时，故障率也随之增加。如果组合导航系统按照传统的设计方法设计成维数庞大的集中式卡尔曼滤波器，则计算量将以维数的三次方剧增，给实时计算带来困难；且容错能力较差，一旦某一子系统出现故障，所有正常工作的子系统都会受到污染。针对上述问题，本论文介绍了容错组合导航系统的联邦滤波理论，研究了飞机具有速率偏频激光捷联惯导、GPS、多普勒雷达等非相似导航系统配备条件下，容错组合导航系统的设计方案及性能。主要研究工作有：①研究了速率偏频激光捷联惯导的陀螺测量信号的解调算法；②设计了在速率偏频激光捷联惯导、GPS、多普勒雷达、大气数据系统、磁航向仪及垂直陀螺配备条件下联邦滤波组合导航系统，对联邦滤波器和集中滤波器的性能做了仿真对比分析；③研究了适用于联邦滤波器的系统级故障理论和方法；④探讨了利用速率偏频激光捷联惯导／挠性捷联惯导陀螺的混合测量信息，通过神经网络实现硬故障交互检测的方法。具有创新性的工作有：①推导了速率偏频激光捷联陀螺测量信息的解调算法；②应用神经网络解决了速率偏频激光捷联惯导／挠性捷联惯导陀螺间的硬故障交互检测。