当今社会对个人导航定位越来越重视,将惯性导航系统(INS)与全球定位系统(GPS)组合的方式是实现复杂环境下个人精确定位的优良选择。传统的GPS/INS组合导航设备大多应用于大型载体,不能便携在个人身上,MEMS微传感器的出现使GPS/INS组合导航系统应用在个人导航领域中成为了可能。由于GPS与INS均有其弊端,一方面GPS易受环境因素的影响,在信号失锁的情况下将无法提供定位信息,另一方面惯性器件误差将导致导航误差随时间累积。因此,如何提高定位精度并实现室内外无缝定位是课题的难点,本文以便携式组合导航系统为课题,深入探究其中软硬件设计方案及关键技术。首先,根据市场对个人导航设备的各项要求,制定便携式组合导航系统设计方案。研制出一款以微传感器、GPS接收机为数据采集单元,以STM32处理器为核心单元的小体积、低功耗且功能丰富的便携式个人导航设备。同时,设计ARM底层程序实现数据处理、姿态解算及数据融合,设计上位机显示界面实时显示并保存个人姿态、定位等信息。其次,由于陀螺仪和磁力计存在的安装误差、刻度因子误差、零位误差将影响导航精度,论文设计了基于小波滤波的降噪算法,然后分别对它们建立了快速标定和八位置校准的误差补偿方案,实验证明所设计的误差模型能有效减小MEMS陀螺仪和MEMS磁力计的测量误差。同时,针对陀螺仪解算的航向角误差随时间累积的问题,设计了一种磁力计辅助INS的姿态解算算法模型。最后,综合考虑INS和GPS各自的优缺点,将EKF算法解算行人信息和GPS输出信息作为无迹卡尔曼滤波算法的观测值,提高导航精度的同时并实现行人室内外无缝定位。室内实验和室外个人搭载实验的结果表明:系统航向角静态精度小于2°,动态精度小于3°;以始终点15‰距离误差为目标,无缝定位达标率达到80%。