近几年来,随着导弹、卫星、航空、航天技术的快速发展,对导航系统的要求越来越高,其作用是对飞行载体或飞行器的运行轨道、姿态进行跟踪测量与控制,保证飞行载体按设计轨道和姿态运行,因而研究适用于捷联惯导系统的高精度姿态算法就成为目前急需解决的课题。针对以往加速度计安装复杂、安装精度要求高、解算复杂等问题,本文采用陀螺传感器进行测量,并将磁阻传感器引入惯性测量系统进行组合设计,抑制系统输出误差。首先,对捷联惯导系统的基本理论和姿态矩阵的更新算法做了详细研究,并了解了地磁场的基本理论和特点。接着,根据地磁、陀螺惯性组合导航系统对硬件性能的要求,设计了采用AVR单片机、CPLD和Flash存储器的姿态角测试系统,该系统具有存储容量大、噪声小、低功耗和数据不易丢失等特点。最后,详细介绍了姿态角的解算算法,从姿态解算精度和实时性考虑,采用了基于四元数描述的姿态解算方法和非线性最小二乘法,并在此基础上设计了卡尔曼滤波器进行信息融合用来修正捷联惯导系统的累积误差。通过以上手段,提高了所设计系统的实用性和精度,对以上设计思想进行了仿真、分析,验证了本方案理论上的可行性。对测试系统捕获到的数据进行了分析,结合解算出来的数据进行姿态仿真,效果较为理想。实验证明地磁、陀螺惯性组合系统有进一步研究的价值和必要性。