随着MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技术的成熟与发展,基于MEMS传感器的微惯性测量系统在当今时代是理论和技术研究以及工程应用的热点。本文以某产品水下运动过程的运动信息为研究背景,使用基于MEMS的微惯性测量系统对载体的角速率,加速度,以及周围环境的磁场等信息进行采集和存储,并根据这些信息解算出姿态,速度,位置,等运动参数。论文围绕上述目标,进行了如下几个方面的研究工作:1.确定合适的数据解算方法。对几种常用的姿态解算方法进行了推导,并且对算法进行了的实验对比,从而选取了合适的姿态更新算法。针对微测量系统,建立了MIMU误差传播模型。2.惯性测量器件的误差建模。惯性测量器件的误差是整个系统误差的主要来源,严重制约着系统的精度,因此也是研究的重点。本文在介绍了系统的MEMS陀螺仪、MEMS加速度计、MEMS磁阻传感器的工作原理,建立了传感器误差模型,并用使用Allan方差法对MEMS传感器的随机误差的进行了建模和实验分析。对其中引起姿态发散的误差做出了限制,使得系统输出在本文中的工作环境中变得稳定。3.优化了姿态解算法,建立了合适的传感器观测模型,并采用卡尔曼滤波进行了数据融合,得到姿态角的最优估计。并通过静态实验和动态实验证了算法的长期稳定性且保证了一定的精度。