随着导航定位技术的发展，寻北仪已经广泛应用到各个领域。相比陀螺式寻北仪，加速度计无陀螺寻北仪具有结构简单、响应快、价格低廉、稳定性好等特点。在导航、勘探、采矿、工程测量方面拥有广泛的应用价值，尤其在页岩气勘探、开采上，具有迫切需求。本文根据加速度计无陀螺寻北系统的实际应用环境，以某地质页岩气勘探开采的应用需求为背景，开展了加速度计寻北系统的研究与设计。本文以页岩气勘探开采为背景，充分利用加速度计体积小、结构简单、灵敏度高、可靠性高等优点，研究了以石英挠性加速度计为核心构成的寻北系统。重点研究了基于FPGA的加速度计的数据采集与处理，针对加速度计输出信号比较微弱，电流幅值极低，很容易受到外界条件的干扰，测量难度大等缺点，研究并采用一种离散快速正交小波变换（Mallat算法）的方法对加速度计输出数据进行去噪，得到了较好的滤波效果。在此基础上，对系统进行了动态性能测试。实验结果表明，该系统具有成本低、响应快、稳定性好、结构简单等优点，满足某地质页岩气应用背景的需求。首先，本文综述了寻北系统的国内外发展状况，并阐述了寻北的基本原理。在此基础上，分析了寻北系统的主要精度影响因素，提出了提高精度的方法。同时对加速度计输出信号的特点进行分析，为后续的设计做准备。然后，在硬件电路设计方面，主要设计了I/V转换模块与精密数据采集模块。根据FPGA中自顶向下的设计方法，采用Verilog HDL硬件语言对精密数据采集模块与传输模块进行描述，同时给出了各个模块的仿真波形，验证了上述两个模块的正确性。对于数据采集速度远远大于串口传输速度的问题，本文采用平滑的算法进行处理。最后，学习了小波变换的基本原理，研究并采用Mallat算法对数据进行处理。同时研究并应用了多元拟合和互相关检测两种算法，对数据进行解算，找到北向角。对算法进行matlab仿真，验证了算法的有效性。对寻北系统性能进行验证，通过动态测试，表明该系统具有响应快、成本低、结构简单、可靠性好等优点。