近年来,MEMS(微机电系统)技术迅速发展,随之出现了微型惯性测量系统(MIMS,Micro Inertional Measurement System),因为其在体积、重量、可靠性方面的优势而成为国内外学者的研究热点,其不足之处是MIMS的测量精度还比较低,限制了它的应用。因此,如何利用其自身优势、克服不足来扩展其应用领域成为该技术领域研究的一个关键,本文正是围绕这个问题来展开的。全球定位系统(GPS)是全球、全天候、高精度导航定位系统,没有误差积累,但是容易受外界影响,和惯导系统特性互补,因此将两者组合起来,可以达到互补不足,提高精度和可靠性的作用。本文在小企业创新基金的支持下,选用MTi航姿系统作为MIMS,与GPS进行组合,以组合导航的软件实现技术为重点研究对象,主要研究了以下内容:1、在分析了MIMS和GPS工作原理以及组合关键技术的基础上,通过比较各种组合方式,考虑到对产品的精度要求以及现有条件,选择了更容易工程实现的基于速度和位置的松组合方式;因为该系统载体机动性较高,为了减少和避免刚体旋转的不可交换性误差,在捷联矩阵的更新算法中,采用了三阶等效旋转矢量法;采用集中卡尔曼滤波器的设计方式进行数据融合,并采用间接的闭环控制设计思路完成组合系统建模。2、为了便于观察系统的工作状况、实时显示的导航信息,在PC机上设计了基于VC++的导航软件,开发出了一些相关功能,可以实时的解算并输出组合导航系统数据,直观的观察导航信息,如传感器原始及处理后的数据、组合系统位置速度及姿态信息,并附带导航信息存储功能。此软件界面是人机交互式的,可以通过键盘输入的方式调整系统的一些参数。3、为了分析和测试导航系统工作状况,多次进行车载实验,选择不同复杂程度的路况,系统工作正常,实验结果表明输出精度和GPS相当,并对系统失去GPS信号前后的输出进行了比对。