三百年前牛顿运动定律的诞生为惯导系统（INS，Inertia Navigation System）的发展奠定了理论基础。惯导系统不同于其它导航系统，它不仅无电磁辐射，而且是一种不依赖于外界信息可以独立进行工作的导航系统，因此它可以在信息相对封闭的空间内工作。作为惯导系统的一支，捷联惯导系统（SINS，Strap-down Inertia Navigation System）在近几十年的发展中取得了显著的进步。目前已广泛用于宇宙探索和航海交通等诸多军民用领域，许多高精尖武器都已搭载了此系统。惯导技术之所以在近几十年进步较大，究其原因是因为惯导系统是结合计算机技术、传感器技术、加工工艺技术以及算法理论等技术于一体的高科技产物，这四个方面都制约着惯导系统的发展。目前计算机技术、新型陀螺仪技术、先进的加工制造技术和算法理论均获得了较大的发展。为了进一步提高系统的精度，本文选择改进导航算法作为研究方向。　　本文目的是依托当前微惯性测量组合（MIMU, Micro Inertial Measurement Unit）的产品特性，探索一种精度与实时性较高的实用型算法。首先需要依托传感器的输出特性设计数据采集板，该数据采集板采用多通道冗余设计，方便以后模块的功能扩展与使用，主要是针对数据添加时间标签，方便上位机进行管理。与上位机之间采用CAN通信网络连接，上位机通过专门的数据采集卡挂接到系统中，以便实现数据合理高效的流通，最后完成数据采集板PCB板设计。　　对于算法理论，本文在比较各算法的特点后选择等效旋转矢量法作为基础进行微分方程的重新解算，从原理上获得算法误差补偿项，降低截断误差与圆锥效应的影响。然后进行圆锥运动环境下的算法优化，调整运动模型参数获得优化型双子样算法。接下来开始MIMU的标定工作，采用高精度复杂型的方法和实用性的快速标定方法对陀螺仪和加速度计进行标定并着手误差分析，在算法环境中的着手解算程序的误差建模工作。　　最后研究Kalman滤波原理，在此基础上介绍常规Kalman滤波和扩展Kalman滤波，并对滤波效果进行分析比对，然后将各个程序模块融入惯导系统的解算程序中得到捷联惯导系统的完整解算程序，接下来对模块程序和总程序分别进行实例解算调试。实验结果表明：优化后的算法在误差抑制方面确有其优越性，系统稳定可靠、误差较低，说明该程序切实可行，具有较高的实用性。