载体的姿态和航向是导航系统中必不可少的重要参数。本文在分析国内外姿态测量用的磁传感器的基础上,以磁阻传感器为地磁场姿态测量单元,以加速度计为倾斜补偿单元,以C8051F020为核心构建姿态测量系统的硬件平台,进行了姿态测量系统的软、硬件设计。论文首先研究了姿态测量系统的相关基本理论及其工作原理,进行了地磁场模型分析、姿态矩阵的推导、磁阻传感器和加速度计的选择、和姿态角解算。其次论文进行了姿态测量系统的软、硬件设计。在硬件设计中,介绍了C8051F020芯片的体系结构,提出了硬件设计的总体方案。并对电源电路、信号调理电路、置位复位电路、串口通信、液晶显示、E~2PROM存储器电路模块进行了详细的论述。实现了姿态信号在液晶上显示,并通过串口传送至PC。在软件设计中,根据姿态测量的算法,设计合理的软件流程图,通过各个片上资源的初始化以及数据采集、姿态角的解算实现航向显示与传输。上位机软件采用VB编写,实现了数据采集和界面显示。最后分析了A/D转换的分辨率、附近铁质材料、磁阻传感器误差和倾斜误差对航向输出的影响,着重分析了附近铁质材料产生的磁罗差,并提出了最小二乘法和椭圆假设两种误差补偿方法来提高系统精度。