GPS/MEMS组合导航因具有天然的互补性、精度高、成本较低等特点，日益成为导航界研究的热点。本文利用高精度的GPS载波相位测姿技术，以某工程应用项目为背景，从理论和试验两个方面对GPS/MEMS定位测向方案进行了研究。　　 在理论上，本文介绍了GPS定位的两种方式:伪距定位和载波相位定位，分析了两种方式的定位原理，并阐述了使用GPS载波双差进行二维姿态测量的方法，及载波定位过程中整周模糊度和周跳探测的处理手段，其次介绍了GPS测量中的误差分类及消除方法，及惯性导航的定位原理。通过对定位误差的分析，推导了基于卡尔曼滤波的双天线GPS/MEMS松组合定位测向系统的误差模型。　　 在分析各种组合模式后，从实际工程应用角度出发选择松组合模式，并结合本项目需求，通过增加观测量，对现有基于位置、速度的松组合模式进行改进，引入一种基于位置、速度、姿态信息的全组合模式。通过对两种组合模式进行了仿真比较，验证了全组合模式可有效的提高姿态角的精度，同时对定位、测速的精度也有一定提高。　　 设计了一套双天线GPS/MEMS组合定位测向系统。系统的硬件主要包括两个NovAtel-OEMV-1接收机、ADIS16365 MEMS惯性组件、ARM9处理器等。然后利用功能模块化的思想设计了系统软件，给出了GPS数据采集和航向解算模块的流程图，以及MEMS数据采集及导航解算模块的流程图，给出了组合系统总体软件流程图，并通过C语言实现了软件系统。　　 论文最后通过静态和动态实验验证了系统的性能。静态实验选择卫星观测条件较好的条件下进行，通过数据分析，验证在GPS信号良好的情况下，双天线GPS辅助修正惯导系统误差，得出高精度无发散的定位测向信息。动态实验选择在城市公路上完成，在GPS信号短时丢失的情况下，依靠低精度MEMS系统给出短时定位测向信息，在路测实验中，系统有效的反应了测试车辆的航向和速度变化。