MEMS技术自成立以来,从理论研究到实际仪器仪表的应用都受到越来越多国内外机构的重视。用MEMS惯性器件构建的测量系统具备体积小、质量轻、价格低且能自主工作等优点,在航空航天、军事及民事领域都有十分广泛的应用。因此本文在MEMS技术的作用下设计实现了基于STM32与MEMS器件的微惯性测量系统。本文通过对微惯性测量系统的组成进行分析,最终确定了本文的设计,由三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁强计以及微控制器STM32F103和计算机处理系统组成。此系统中陀螺仪能够保证载体的动态性能,加速度计和磁强计能够补偿陀螺仪的零点漂移。既改善了系统的精度,又增强了系统的鲁棒性。姿态解算是本文的一个重要部分。首先根据陀螺仪测得的角速率通过四元数算法来计算得到姿态角。其次根据加速度计和磁强计的测量值结合重力加速度和磁场特性也可得到姿态角。最后针对惯性传感器的特性设计出一种卡尔曼滤波器对得到的两组姿态角误差进行校正,得到姿态角的最优估计值,保证测量精度。微惯性测量系统的硬件平台是在Altium Designer的开发环境下,用STM32F103作为微控制器,综合所用到的MEMS器件(微惯性加速度计、陀螺仪和磁强计)设计的。软件平台是在Keil MDK的编译环境下,通过软件驱动模块将软硬件接口进行连接来设计的。上位机三维动态显示界面是在VS2010的开发环境下,结合OpenGL和串口控件MSComm来设计的。本文最后通过对微惯性测量系统的静态实验和动态实验,分析了系统的静态误差和动态误差,从而证明了该微惯性测量系统的有效性。