运动中卫星通信（简称“动中通”）是实现载体在运动中实时对准卫星、达到实时与卫星通信的技术,具有十分广阔的发展前景。本论文以单兵的姿态解算与动中通跟踪技术为基础,深入研究了微惯性测量单元（Miniature Inertial Measurement Unit,MIMU）和全球定位系统（Global Positioning System,GPS）的姿态角解算、电机控制算法等技术。论文的主要工作包括:首先,对常见的姿态解算器件进行误差分析并给出校准方案。对GPS测量数据信号优良选取用作数据融合。在微机电系统（Micro Electromechanical System,MEMS）方面,主要补偿MEMS器件的确定性误差,并用Z轴速率实验进行测试,表明补偿后测量误差减小到10-3数量级,加速度计测量误差平均减小0.32 m/s~2。然后,根据MEMS陀螺仪的静态数据设计卡尔曼滤波器降低该惯性器件的随机噪声,实验表明,随机噪声平均减小75%左右,方差减小58.8%。其次,采用基于Mahony互补滤波器的三轴陀螺仪和加速度计的惯导姿态解算方法,并结合GPS和MIMU的航向角度融合,提出一种改进的无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman Filtering,UKF）算法。利用Mahony互补滤波器对陀螺和加速度计融合,提高横滚和俯仰角的静、动姿态的解算精度;采用UKF算法在GPS信号选取后融合GPS和MIMU位置和速度信息,基于标准UKF算法,针对MIMU在求解过程中积累的航向偏差和算法计算复杂、模型存在误差等问题,给出了相应的改进方案。试验结果显示,该方法可以较好地降低航向角的姿态角解算发散程度,与纯惯性解算相比,改进后的UKF算法在测试过程中方差减小70.25%,说明航向姿态角的发散明显减小。最后,提出了基于无刷直流电机的位置式比例积分微分（Proportion Integration Differentiation,PID）跟踪控制算法,在通过电机相关参数计算出的传递函数后,仿真算出PID算法的比例、积分和微分值,然后通过三轴摇摆台和Matlab仿真对跟踪角度范围进行测试,最后通过摇摆台仿真验证跟踪算法与解算出的姿态角的跟踪误差,实验证明,在30分钟的摇摆台试验中,通过跟踪算法对姿态进行补偿,计算的到与姿态解算角度的误差在±0.6°以内。