MEMS-INS/GNSS组合导航系统具有体积小、成本低、精度高、动态性能好以及抗干扰能力强等特点,因而具有非常广阔的应用前景。本文设计了一套基于嵌入式的MEMS-INS/GNSS组合导航系统并对其相关技术进行了研究,主要研究内容包括如下几个方面:首先,本文根据微惯性测量单元的误差特性建立了相应的误差模型并对其性能进行分析。对于确定性误差,研究了常用的分立式标定方法和六位置标定方法对误差补偿的影响,同时针对g值敏感误差的问题,提出了基于16位置的g值敏感系数的标定补偿方法,结果表明,该方法能够有效地降低由加速度所引入的测量误差对陀螺仪的影响,提高微惯性测量单元的输出精度。其次,对于随机误差,研究了利用小波阈值去噪法进行陀螺仪随机误差去噪的方法。此外,利用Allan方差法对不同采样频率下的陀螺仪随机误差进行分析辨识,结果证明提高陀螺仪的采样频率能够有效地减小随机误差。接着,开展了GNSS定位与测向算法的研究。针对MEMS-INS输出航向不准确的缺陷,提出了双差载波相位求解基线矢量的算法以及基于QUEST的矢量定姿算法。另外,搭建了GNSS定位与测向仿真平台并对相关算法进行验证。最后,建立了MEMS-INS/GNSS组合导航系统的状态方程和观测方程,针对载体复杂多变的运动状态,设计了抗差自适应卡尔曼滤波器。在理论分析和研究的基础上提出了MEMS-INS/GNSS组合导航系统的设计方案,最后利用跑车实验对整个系统进行了性能分析以及验证了导航算法的有效性。