惯性行人导航系统是基于MEMS惯性传感器设计的一种行人定位装置,具有成本低、体积小、易携带和抗干扰能力强等诸多优点,可广泛应用于卫星信号受到干扰的诸多场合,如高楼大厦、山林中。然而,由于消费级MEMS惯性器件自身存在随机噪声的影响,其产生的随机误差随着惯导解算迭代而不断累积,行人导航精度也随之受到影响。基于阵列式惯性传感器的行人导航技术是改善这一情况较为有效的手段之一,这方面的研究具有实际应用意义。本文在分析了国内外行人导航系统研究现状的基础上,研究阵列式惯性传感器和惯性导航的若干关键技术:一是设计阵列式惯性传感器,以降低惯性器件的随机噪声,抑制累积误差,提高导航精度;二是研究导航算法,通过采用多种误差矫正算法,来实时矫正导航轨迹,提高导航精度。主要研究工作如下:1.设计了阵列式惯性传感器系统的硬件电路,包括STM32主控电路、阵列式MEMS惯性传感器电路。STM32主控电路实现数据传输,以及对数据进行均值融合处理。阵列式MEMS惯性传感器电路主要实现数据采集,通过I2C接口,将数据传输给STM32主控芯片,以供后续处理。2.设计了行人导航软件,包括STM32单片机软件设计和导航算法软件设计。STM32软件主要是32路I2C总线通信软件设计。导航算法系统主要包括惯导解算算法和多种误差矫正算法,如零速矫正算法、卡尔曼滤波算法和互补滤波算法等。3.对行人导航系统进行了详细的测试与验证。首先测试了阵列式惯性传感器的通信功能,然后通过Allan方差进行误差分析,结果表明采用阵列式惯性传感器,可以有效的抑制随机游走和零偏不稳定等随机误差。然后经过室外矩形轨迹和室内矩形轨迹等不同场景下测试,实验结果表明,基于阵列式惯性传感器的行人导航系统可以有效的抑制累积误差,并且可以准确的绘制行人的行走轨迹。本文所实现的基于阵列式惯性传感器的行人导航系统达到设计要求,具有实际应用价值。