本发明公开了一种空天飞行器惯性传感器误差在线自适应标定方法，该方法包括以下步骤：首先建立惯性传感器在空天飞行器高动态飞行过程中的误差模型，包括安装误差、刻度因子误差和随机常值误差；随后建立包含惯性传感器误差参数在内的高阶在线标定滤波状态方程和量测方程；最后在空天飞行器高动态飞行过程中对惯性传感器误差进行在线自适应标定与实时补偿，获得惯性传感器误差补偿校正后的惯性导航系统导航结果。本方法能够在空天飞行器高动态飞行过程中实现对惯性导航系统惯性传感器安装误差、刻度因子误差和随机常值误差的实时标定及补偿，有效提高空天飞行环境下的惯性导航系统性能，适合于工程应用。