现代战争要求地面作战车辆快速、准确的进入作战阵地，精确判断自身的位置和方向。高精度的速度信息是车辆定位、定向的重要参数。现有的测速系统都有不同的缺点，很难获得高精度速度参数。多普勒测速仪具有精度高、动态响应快、环境适应能力强和非接触式的测量方式等优点，已经成为现代陆用导航测速系统的重要发展方向。MEMS以其体积小、重量轻、价格便宜，近年来受到导航领域的广泛关注。MEMS可以为多普勒测速仪提供必要的姿态信息，而且两者的输出速度可以互相校正，获得更高精度的速度值。本文从实践的角度出发，对超声波多普勒测速仪的原理、测频算法以及与MEMS的组合方式进行分析和研究。以期该技术能够在陆用导航领域得到广泛的应用。本文首先指出了现有陆用导航测速方式的不足。阐述了超声波多普勒测速仪相对于其它测速方式的优点。并对车载导航系统在国内外的发展状况做了简单的说明。系统的分析了单波束和双波束的测速原理，指出双波束测速系统不但可以有效的减小因公式简化而产生的误差，而且可以有效的抑制因路面颠簸起伏造成发射角度变化产生的误差。因此本系统采用双波束作为多普勒测速仪的测速方式。文中详细分析了影响多普勒测速仪的误差源，并建立了相应的误差模型。比较分析了三种常用的测频方法：过零检测法、复相关法和功率谱估计检测法。最终确定复相关法作为系统的频率测量方法。明确了MEMS和多普勒测速仪组合的可行性，论述了松组合和紧组合的不同，并采用紧组合作为系统的组合方案。紧组合不但可以为MEMS提供误差反馈校正抑制MEMS的误差积累，还可以降低多普勒测速仪刻度误差系数，提高多普勒测速仪的测速精度。以MEMS和多普勒测速仪的误差模型建立了组合系统的误差模型，建立了组合系统的状态方程和量测方程。根据MEMS和多普勒测速仪的工作原理，确立了组合系统的结构。系统主要包括：MEME模块、多普勒测速仪以及控制电路。并对多普勒测速仪的硬件结构和软件流程进行详细的设计和分析。多普勒测速仪以TMS320F28335数字信号处理芯片（DSP）作为硬件的控制核心，使用数字信号处理器内部的PWM发生器产生精确频率的脉冲方波，经D类功率放大后加载到阻抗匹配网络，实现电声阻抗匹配、滤波整形和收发转换，通过频率解算方法获得速度信息,。利用CCS软件搭建了系统的调试平台，对多普勒测速仪的硬件和软件进行了调试和测定。通过仿真对MEMS/多普勒测速仪的组合效果做了验证。证明了紧组合可以有效抑制多普勒测速仪刻度误差系数，进而提高了多普勒测速仪的测速精度。