MEMS惯性器件具有成本低、体积小、功耗低、抗冲击能力强等优点。但MEMS陀螺仪的精度较低,通过有效的降噪方法改善陀螺仪性能,以满足较高精度的应用需要,是目前研究的重要问题。研究表明,随机噪声是影响MEMS陀螺精度的重要因素。论文依托实验室研究项目,设计了一套基于MEMS惯性传感器的定位定向装置,实现了系统的基本功能,并对MEMS陀螺信号进行了深入分析。首先对所设计的系统中的陀螺信号进行了分析研究,比较了随机漂移的几种辨识方法。在对试验实测数据进行必要的预处理后,采用时间序列分析法对陀螺随机漂移信号进行了ARMA建模,并选择了合适的模型类型和阶次,检验了模型适用性。随后根据ARMA模型参数,建立了状态方程和观测方程,进行了卡尔曼滤波,滤波效果明显。然后给出了该装置总体软硬件实现方案,在硬件设计方面,提出了基于SPC061A单片机+PC104工控机的双CPU工作方案,并给出了各部分电路详细实现及注意事项;在软件设计方面,SPC061A单片机采用了C语言和汇编语言的混合编程,和CPLD负责控制系统和各部分协调工作;通过C语言编程,PC104完成数据信息融合,实现了系统的导航参数解算。经过系统调试,该装置实现了定位定向功能,具有一定的应用价值和应用前景。