微机电捷联惯性导航系统(MEMS-SINS)是集微机械、微电子、半导体、捷联惯性导航等先进技术于一身的系统,具有应用广、成本低、结构简单、占用空间小等特点,具有巨大的发展潜力。捷联惯性导航系统技术的关键之一是初始对准技术。本文立足于理论算法分析和实际系统应用,针对MEMS惯性器件条件下的初始对准技术展开研究。初始对准技术对惯性系统性能的提高有很大作用,直接影响了后续解算的精度。论文首先研究了捷联惯性导航系统的基本原理以及系统误差传播方程,以及所使用的MEMS惯性器件的工作原理及性能,然后进行了真实数据下的仿真实验,观察了采用MEMS器件完成自对准、姿态解算的特点以及误差传播特性,得出结论:自对准航向误差大,姿态解算误差积累较快,系统误差数值大积累快,无法单独完成长时导航任务。针对MEMS陀螺不能准确敏感地球角速率、噪声复杂这一特点,本文重点研究了采用磁强计信息辅助MEMS-IMU完成对准的算法。在MEMS粗对准的部分,重点研究了磁强计和加速度计组合的算法,研究了三种不同的粗对准方案,用新的方法推导了三种方案的理论误差,通过仿真测试和算法分析比较了不同方案的精度以及计算量,选择出最佳方案作为实际系统的方案。在MEMS精对准研究部分,首先给出了传统无辅助的方法,接着研究了一种航向误差辅助对准的方法,将磁强计得到的航向与精对准姿态矩阵得到的航向做差,将其扩维到系统方程中进行对准,本文提出了一种磁场导航系误差辅助对准的方法,将磁强计测量的磁场信息在计算导航系的投影和当地磁场信息在导航系的投影做差,将其扩维到系统方程中进行对准。仿真实验表明,两种磁强计辅助的方法都有不错的收敛效果,其中航向误差辅助对准的方法在方位上收敛精度更高,磁场导航系误差辅助对准的方法收敛时间更短。最后为了验证该算法在实际系统中可行,基于DSP/FPGA和PC开发了惯性航姿软件系统,在此平台上完成了初始对准和姿态解算。FPGA完成了数据接收发送缓存、中断触发控制和时序控制等功能,DSP完成了粗对准、精对准、姿态解算等功能,上位机完成了命令发送、数据接收、姿态显示等功能,基本上取得了满意的实际应用效果。