随着航天技术快速发展,航天器微小型化是未来发展趋势,基于微小卫星技术发展的功能卫星由于成本低、开发周期短,已经成为航天应用的重点研究方向。然而,航天器的微小型化并不是裁剪大型卫星的部件和功能就可以实现的。微小卫星虽然体积、重量小,但是其功能要求并未缩水,部分指标要求甚至超过大卫星,因此,微小卫星应用要求对现有空间技术进行轻小型化适配。在所有需要轻小型化的空间技术中,惯性导航和高功率散热是微小卫星应用急需轻小型化的两种关键技术。惯性导航技术是航天器自身态势感知和导航、姿轨控能力的基础,是航天器正常运行不可或缺的关键技术。为满足航天器的精度与可靠性需求,现有航天器都采用光纤陀螺仪。但是,光纤陀螺仪体积、重量、功耗大,无法满足微小卫星载荷要求。微机电（Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS）器件体积、重量、功耗远小于光纤陀螺仪,但是其精度与可靠性与卫星需求有较大差距,不能直接用于卫星上替换光纤陀螺仪。要在卫星上使用MEMS器件,必须解决其可靠性与精度的问题。此外随着航天器的功能日益复杂,其信息系统的功率越来越高。而空间真空环境导致热量在高功率部件堆积,如果不采用专门设计的散热机制,高功率器件将很快失效。现有空间载荷通常采用传导散热方式,只能满足20-50W左右功率的器件散热需求。而随着人工智能技术的广泛采用,星载信息系统需要使用100-300W的器件。如此高的功率已经超过固体材料热传导的理论极限,必须采用相变对流散热方法。为了提高低成本MEMS惯性器件在航天领域的可用性,以及解决空间散热问题,本文提出了相应的技术解决方案。具体的研究工作如下:对MEMS惯性器件的工作原理以及误差来源进行分析,为建立误差模型提供理论基础。在此基础上,提出了采用MEMS惯性器件阵列提升可靠性与精度的方法,包括多MEMS惯性器件融合系统采集电路和多传感器融合方法。同时,为标定MEMS器件在不同温度下的零偏,提出变温情况下的MEMS器件数据采集模块和温度相关零偏校正算法。集成所有算法的静态实验中,融合后的数据比融合前的数据量化噪声、零偏不稳地性和角度随机游走均下降了50%。由于空间微重力环境无法提供直接的流体回流机制,空间环境使用对流散热机制必须设计独特的回流机制。现有空间对流散热器一般采用毛细管回流,但其散热速率受到毛细现象的约束,无法做到很高。本文针对这一情况,提出一种被动式自循环相变散热系统,利用新体制热机实现温差驱动流体循环,实现可在微重力环境工作的高效高可靠相变散热系统,并搭建实验平台,验证了系统的有效性。