弹载惯性姿态测量组件是惯性制导系统中的核心组成部分。由于弹载装置工作在恶劣的环境中以及狭小的空间内,因此设计的惯性姿态测量组件应具有微型结构、低功耗、低成本的特点。在传统的等效旋转矢量算法中,采取增加子样数的方法可以提高对圆锥误差的补偿效果,但会加大计算量,影响系统的实时性。因此有必要设计出一种既能提高圆锥误差补偿精度又降低了计算量的姿态算法。本文的主要内容如下：(1)阐述分析了惯性导航系统理论姿态计算部分的相关知识,并提出将等效旋转矢量算法作为弹体姿态解算算法的基础。(2)设计了基于MEMS陀螺仪传感器的弹体姿态测量组件。分析说明了系统的核心器件如MEMS陀螺仪传感器、A/D转换器、微处理器。介绍了系统中主要电路模块的功能如电源模块、信号滤波、A/D的电压基准源模块和串口通讯模块。(3)利用转台进行了MEMS陀螺仪的标定实验,实验标定出了安装误差的交叉耦合系数、MEMS陀螺仪的零偏以及标度因数。(4)设计出了一种能够使三个姿态角在[-180°,180°]范围内变化的算法,以及在全姿态变化过程中,解决了奇异点处姿态角发生跳变的情况。(5)在传统的等效旋转矢量三子样算法的基础上提出了三种圆锥误差补偿算法。前两种算法是分别利用梯形与辛普森复合积分和拉格朗日插值与辛普森复合积分提取角增量,继而计算旋转矢量并得出了圆锥误差漂移率。第三种算法是在前两种算法基础上提出的,该算法是直接利用角速率计算旋转矢量并进行优化,从算法的理论上证明了在计算量和误差漂移两点上均优于前两种算法。利用MATLAB软件进行姿态算法的仿真。仿真结果表明,本文设计的姿态算法抑制了奇异点处姿态角的跳变从而实现了全姿态变化；通过仿真对本文提出的三种圆锥误差补偿算法进行比较,验证了直接利用角速率计算旋转矢量方法下的圆锥误差补偿算法具有精度高和计算量小的优势。