载体的姿态测量技术在军用、民用等众多导航领域中被广泛应用且占有不可或缺的地位,而且实现低成本,高精度的载体姿态测量一直是人们追求的目标。其中,基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性/磁传感器组合,即磁、加速度、陀螺(Magnetometer,Accelerometer and Rate Gyro,MARG)传感器的航姿参考系统(Attitude and Heading Reference System,AHRS)不仅能够方便可靠地提供载体的姿态信息,还具有低成本、小体积、低功耗的显著优点,因此备受青睐。但是低成本的MEMS惯性/磁传感器因其本身存在的固有误差直接影响了AHRS对载体姿态的测量精度,而对MEMS惯性/磁传感器进行误差校准可明显改善其性能,提高其测量精度。所以为有效地弥补低成本MEMS惯性/磁传感器测量精度低的劣势,如何在低成本条件下减小其测量误差,提高其测量精度,成为当下的一个热门研究课题。本文以上述的热门研究课题为出发点,主要针对低成本MEMS惯性/磁传感器存在固有的原始性数据测量误差而导致其测量精度低这一主要问题,通过分析器件的误差特性,建立误差模型,然后就如何有效提高传感器的测量精度,同时考虑到对低成本MEMS器件的误差校准方法也应符合低成本的特点,对应用于AHRS的三轴捷联式的MEMS惯性/磁传感器的自主校准,即无需外部设备辅助的校准方法展开研究,提出了一种新的基于MEMS惯性/磁传感器组合的三步辅助自主校准方法,并且通过数值模拟和实物验证两个方面共同验证了提出方法的有效性和可行性,具体研究内容如下:首先,根据MEMS惯性/磁传感器的工作原理全面分析了器件的误差来源和误差特性,将其分类并用数学方法分别表示误差特性的表现形式,然后应用数学建模的方法对三个传感器建立了统一的误差模型,从数学角度说明了误差模型的合理性和实用性。其次,基于上述误差模型的校准思想,本文深入分析了单一传感器应用自主校准方法存在的固有缺陷,并以此为切入点,提出了一种新的基于MEMS惯性/磁传感器组合的三步辅助自主校准方法。该方法首先对经典的椭球拟合法做了算法上的改进以优化其校准效果,然后与点积不变法以及本文提出的基于矢量叉积的自主校准法有机的结合起来。一方面弥补了单一校准方法所需辅助条件的欠缺性并且改进了存在的固有缺陷,另一方面,三步辅助校准方法也从根本上提高了传感器的测量精度,实现了在无外部设备辅助条件下的MARG传感器的自主校准。最后,本文自行设计搭建了AHRS硬件平台用于实物验证所提出的自主校准方法,通过数值模拟和实物验证两个方面共同验证了本文提出的三步辅助自主校准法的有效性和可行性,并且通过实验对比结果说明了该方法的实际校准效果。实验结果表明,本文提出的三步辅助自主校准方法的实际校准效果与利用高精度转台辅助的校准效果接近,且可实现对惯性/磁传感器组合的自主校准,不需要任何外部设备辅助。说明该方法不仅对MEMS惯性/磁传感器组合的校准效果良好,而且成本低、适用性强,因此本文的研究成果具有一定的研究价值和实践意义。