随着普通人对位置服务的需求逐渐增加,运动轨迹的测量逐渐成为一项研究热点。研究学者们提出了多种研究方案,而基于MEMS传感器的运动轨迹测量系统因为自身不需要依靠外部设备,自主性强,集成度高,结构简单,能耗低等优点和性能特点,在军事、民用、科研等领域得到了广泛的应用。本文首先介绍课题研究背景及意义,阐述了国内外研究现状和现有的测量方法。然后分析行人运动规律,总结步长、步频等步态特征,建立步伐加速度模型,阐述现有的轨迹推算方法,提出了基于计步器原理的测量方案。其次根据测量系统的总体框架设计硬件系统,选择MPU9255和气压计BMP180作为测量传感器,选择STM32F103作为微控制器并完成外围电路的设计。详细阐述了数据采集任务,绘制传感器测量数据波形,观察并分析波形特点,建立误差模型,对数据进行滤波处理。再次,将整个系统按功能特点分为步数测量、航向角测量和高度测量三个单元,针对每个测量单元设计相应的算法流程。最后,将数据发送至上位机,上位机软件采用Matlab编写,用于软件调试和离线仿真,观察各个功能单元测量结果,绘制行人运动轨迹曲线,分析实验误差。研究完成了轨迹测量系统的硬件和软件设计,通过数据采集与仿真实验,分析实验结果,表明:该测量系统的各测量单元都能够比较精确地获取行人的运动信息。集成系统能够跟踪行人的运动轨迹,测量误差相对较低。证明基于计步器原理的测量方案具有可行性。