随着地磁探测技术的发展和地磁场模型的不断完善，对地磁信息的测量精度越来越高，使用地磁与微惯性器件进行组合姿态测量，可以利用地磁场相对稳定，地磁传感器无累积误差、响应速度快的特点克服惯性器件的累积误差问题，实现小体积、低成本、抗高过载的高精度载体姿态测量方案。基于地磁探测的组合姿态测量技术已经发展成为载体姿态测量技术的一个重要分支，在导航系统、旋转弹滚转姿态测量、移动通信终端等领域具有广泛的应用前景。依据这一背景，本文对地磁/微惯性器件组合姿态测量方法进行了深入的研究。本文首先研究了传统的惯性姿态测量方法和地磁场的基本理论以及地磁测姿的原理，通过分析微惯性器件和磁传感器的工作原理和误差来源，建立了系统状态变量的误差模型，并基于四元数加性误差方程推导了卡尔曼滤波器的系统状态方程和观测方程。对组合姿态测量方法进行了仿真验证。深入研究了四元数的更新算法，并进行了仿真分析，选取四阶龙格库塔法作为四元数更新算法。建立了传感器的仿真数学模型，进行了地磁/微惯性器件组合姿态测量系统的仿真实验，提出了载体在加速运动状态下的姿态测量方案。最后进行了姿态测量实验。根据现有条件设计了实验方案，对传感器进行了选型，设计开发了传感器数据采集软件，对传感器的实测数据进行了分析和处理，重点研究了实测磁场数据的补偿方法。进行了实际姿态测量实验，并对影响实验结果的因素进行了分析，实验结果显示组合姿态测量系统有效可靠，姿态测量精度优于0.8。