由于人们对导航计算机的要求始终是朝着小体积、低功耗、高性能等方向发展，促使了自主性好、体积小、质量轻、价格低等优点的MEMS惯性器件的快速发展，但由于其自身的缺点，即误差随时间积累，使其不能单独完成长时间的导航任务，因此，基于MEMS惯性器件的惯性导航系统，辅助以GPS和EC等导航器件的小型组合导航系统已成为当今研究的主要方向，具有很大的市场前景。本文设计了小型移动机器人的组合导航系统。首先，分别对捷联惯导系统、GPS和EC导航系统的优点和不足进行了分析，由于各个导航器件单独工作时各自的优点与不足，促使人们将这些导航器件组合起来，在充分发挥各器件的优点的同时，避免各器件的不足之处，使导航系统更可靠、精度更高、更符合实际工程需求。对可编程片上系统(SOPC)以及其特点进行了简单的介绍，由于其灵活的可定制性和软硬件协同设计等优点，可以帮助用户快速有效地完成系统所需要的软硬件设计，并且可编程片上系统(SOPC)已经成功的应用在包括导航系统在内的各个领域中，技术发展也比较成熟，故本设计选用可编程片上系统(SOPC)作为系统的导航计算机。其次，依据小型移动机器人组合导航系统对组合导航系统的需求，对MIMU、GPS和EC单元进行了电路的设计和元器件的选择以及对系统总体进行了的硬件设计。在主控单元DE2Board的基础上，进行了接口板的设计，用来完成各导航器件的连接和数据采集，并进行相应的电压转化，为各导航器件提供以稳定的电源，使其稳定工作。为进一步保证导航系统的实时性，设计了以流水线为结构的IEEE-754标准的32位单浮点精度的Cordic算法，将导航系统的解算效率大幅度提高，更好的满足了导航系统对实时性的要求。最后，在嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系统中建立了相应的任务，并进行了系统的软件设计。根据导航系统基本原理，来完成各个导航传感器的数据采集、坐标转化和捷联解算，经卡尔曼滤波，最终完成整个系统的导航任务设计。