制导炮弹发射时需要承受高过载、高转速等恶劣环境,因此发射后,弹上的惯导系统要在空中重新进行对准,从而为导航系统提供精确的初始姿态等信息。本文结合目前地磁导航方面的优势,将磁传感器引入MEMS惯导/卫星组合系统辅助制导炮弹发射后的空中对准。在研究了基于MEMS的初始对准和卫星导航原理的基础上,对磁传感器测姿模型进行了研究,通过模拟制导炮弹空中对准轨迹,仿真分析了制导炮弹发射后在空中通过MEMS惯导/磁/卫星组合系统的对准效果。与常见的MEMS惯导/卫星组合系统不同,制导炮弹用组合系统在空中对准阶段中引入了磁传感器导航子系统。因此本文从制导炮弹用磁传感器选型出发,对选定的磁通门传感器进行原理分析以及现场标定;然后针对制导炮弹用磁传感器的系统误差和应用背景磁场误差进行了误差分析与建模,通过仿真分析了系统误差对磁测数据的影响;最后对磁传感器系统误差中的制造误差和背景磁场误差进行了椭球拟合补偿仿真。本文研究的制导炮弹空中对准阶段,将磁传感器额外获得的横滚角和俯仰角信息,经由Kalman滤波器引入MEMS惯导/卫星组合系统。研究了磁传感器的测姿原理,并设计了基于逐次逼近法的磁传感器测姿算法,在基于特定轨迹仿真的基础上,分析了测姿算法三方面误差源对姿态角解算精度的影响;最后设计了静态实验和基于单轴转台的单侧转动和圆周转动动态试验,对磁传感器测姿算法进行了试验验证。在给出磁传感器测姿算法的基础上,为了验证其在MEMS惯导/磁/卫星组合系统的空中对准阶段能够很好的修正MEMS惯导解算的的姿态信息,本文在模拟空中对准阶段的飞行轨迹基础上,利用标准卡尔曼滤波方法,建立了15维的数学模型,分别对MEMS惯导/卫星组合系统以及MEMS惯导/磁/卫星组合系统进行了仿真分析;结果表明磁传感器提供的额外横滚角和俯仰角使得姿态角解算精度有了明显提高。