目前，许多矿井下使用的测斜仪在测斜方式上采用二次送入的方法，测量时必须在起完钻杆后将安装有测斜探管的钻杆重新送入孔内，操作繁琐，耗时耗力，影响钻孔效率。本课题对张集矿现用测斜仪进行了改进，实现了随钻测斜，在钻孔完成后即可得出钻孔测斜参数，直观显示钻孔轨迹曲线，通过曲线直观反映出钻孔偏斜节点，方便快捷。根据测斜数据，实时分析，针对钻孔出现情况及时调整钻孔参数，指导钻孔施工作业，提高钻孔效率。本文先对课题研究的背景及意义进行了概述，研究了钻孔测斜原理，建立了钻孔测斜数学模型。本文研究的重点主要是测斜装置硬件电路设计和软件设计。该测斜装置硬件设计主要包括两个部分：探头硬件电路设计和手持式同步机硬件电路设计。探头电路以LPC1114为核心，以三轴加速度传感器和三轴磁阻传感器为测斜器件，FLASH芯片为存储器件、通过RS232总线与手持式同步机通讯；手持式同步机电路以LPC1768为控制核心，通过按键操作和液晶屏图形界面显示，实现人机交互。同样，软件设计也包括两部分：探头程序设计和手持式同步机程序设计。通过编写单片机程序实现探头数据采集、计算、存储及传输等功能。在编写手持式同步机程序时，移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-II、嵌入式应用的图形接口软件μC/GUI、FAT文件系统，在此基础上编写应用程序，实现了手持式同步机功能。最后在实验室条件下对装置的测量精度及测量重复性进行了验证，在现场环境下，进行了实测实验，验证了装置的功能。