姿态测量是制导炮弹实现精确打击目标的一项关键技术,姿态测量的精度直接影响到炮弹制导的精度。因此姿态解算算法的分析和姿态测量系统的设计便成为研究制导炮弹导航制导的重要环节。本文选用陀螺仪和地磁传感器研究设计了一种组合测量制导炮弹的飞行姿态的方案,并基于DSP处理器完成了姿态解算单元的软硬件设计。本文首先介绍了陀螺仪和地磁传感器测量姿态的基本原理,针对陀螺仪,深入分析了圆锥运动下等效旋转矢量法,选用基于角速率和角增量的改进算法;针对地磁传感器,选用非正交的两个单轴地磁传感器的安装方式,在极值比值法的基础上提出精度更高的积分比值法。然后介绍了地磁陀螺仪的组合测姿算法,利用地磁数据解算出的滚转角信息对陀螺仪漂移误差进行补偿。最后详细介绍了基于TMS320F2812处理器的姿态解算单元的软硬件设计,硬件设计包括最小系统电路、片外RAM模块电路以及通信模块电路;软件设计包括了总体设计、数据通信模块以及姿态解算模块的程序设计。实验仿真表明该方案具有可行性和较高的精度。本文针对高动态环境下的制导炮弹研究和探索了一种传感器组合测姿方案,利用陀螺仪和地磁传感器互补的特性,大大提高系统精度和稳定性,故该方案具有一定的工程应用前景。