MEMS惯性测量系统中,如何补偿MEMS惯性器件误差引起的导航误差,是提高导航精度的关键问题。本文以单轴正反旋转为模型,研究利用载体自身的旋转,设计等效的旋转调制方案,来补偿MEMS惯性器件误差。论文阐述了惯性器件误差模型,并采用Allan方差法对MEMS随机误差作了分析,实验结果表明MEMS陀螺输出中的随机误差噪声源主要有:角度随机游走、零偏不稳定性和角速率随机游走。为了利用载体自身的正反旋转,让惯导实现旋转调制的效果,论文分析了单轴旋转惯导的误差调制机理,对陀螺常值漂移、标度因数误差和安装误差引起的导航误差作了具体分析。然后,分析了载体在单轴正反旋转运动过程中误差的传播机理,并利用正转和反转过程中,载体姿态和速度所具有的对称性,构建了一种Kalman滤波模型,来估计惯性器件误差。经可观测性分析,该模型是可观测的。仿真实验表明,对于陀螺漂移均为0.1(°)/h,加速度计零偏为0.1mg的捷联惯导,陀螺漂移估计误差小于0.035(°)/h,加速计零偏估计误差小于0.12mg。由于对称的单轴正反旋转条件较苛刻,只能在实验室内达到,实际应用中难以实现,本文构造了载体的等效反向旋转坐标系,与载体坐标系一起组成了等效的正反旋转。研究了利用载体上的IMU输出解算等效反向坐标系时所需的解算算法,对解算过程中产生的姿态误差和速度误差做了分析。并基于等效的正反旋转设计了捷联惯导的误差补偿算法。实验结果表明,在静基座仿真条件下,利用该算法可以准确地估计出姿态误差;而转台实验的效果略差,但仍可以估计出姿态误差的变化趋势。