捷联惯性导航系统由于其低廉的价格、小体积等优点而应用于导航的各个方面,如无人直升机上,在灾情调查、航拍,输电线路检测等。捷联惯性导航系统一般会如激光陀螺、光纤陀螺和MEMS等体积小的惯性器件。其中MEMS惯性器件因其相对极低廉的价格而在民用导航中应用特别广泛。MEMS惯性器件的精度较惯性级的器件有数量级的差别,如果在使用之前对其进行误差补偿的校准,则可得到机对精确的结果。本文介绍了捷联惯性导航的原理和误差的主要来源,针对MEMS陀螺和加速度计组成的惯性测量单元建立了误差模型,在此基础上对MEMS惯性器件进行校准。一般的情况,校准在在精准的三轴转台上进行,但精准的三轴转台造价太过昂贵,一般的用户无法接受。本文的校准过程是以地球重力为参考基准来进行校准,配上自制的较为精密的单轴转台可基本实现MEMS惯性器件的误差补偿。本文将惯性器件的误差分为零位误差,刻度因子误差和安装误差,以及温度漂移,并分别对其进行了校准。在温控箱内的倾斜转台上运动,采集数据,与基准比较,计算出零位误差和刻度因子误差,然后对零位误差和刻度因子误差进行分段线性化,每一段计算各自的零位误差和刻度因子误差。温度的分段会影响校准的效果,本文分别对温度分七段和40段进行了研究。在水平转台上校准陀螺和加速度计的安装误差,本文引入了安装误差矩阵来进行校准。安装误差就是在系统中,陀螺和加速度计的三个轴与惯性坐标系的三个轴不完全重合,有不正交的情况。对惯性器件在作为基准的水平转台上采集数据,构造三轴矩阵,与理想的正交矩阵相除得到各传感器的安装误差矩阵。本文在先前手动校准的基础上,设计了自动校准的过程,由上位机直接采集数据,存入数据库,自行计算出相应的误差参数,并自动分类,操作人员只需要监控。自动校准的核心是软件,IMU底层程序负责采集数据和数据通信,用LABVIEW写的上位机程序负责将数据分类、存储、运算,得出各器件的误差参数,并下载到IMU中,供其工作时实时校准。实现自动化的校准生产过程,大大加快了生产进程。由于设备简单,操作灵活,可以很好的应用到民用导航领域。