微机电捷联惯性导航系统(MEMS-SINS)具有低成本、体积小等优点,被广泛应用到无人机、行人导航等领域。而初始对准技术是捷联惯导系统最重要的关键技术之一。本文立足于行人导航的应用条件,针对MEMS条件下的快速初始对准技术进行深入研究。(1)受MEMS器件精度所限,传统的初始对准无法实现,故提出一种基于MEMS磁强计和多传感器融合的快速初始对准方案,并设计一款集两个MPU9250和两个MPU6500为一体的多传感器阵列。首先利用多传感器阵列中的各MEMS加速度计和磁强计获取加速度和磁场强度信息,求解初始姿态角;然后将同一时刻的姿态角进行融合;最后对融合后的姿态角取平均,并作为某位置的最终姿态角。(2)由于MEMS器件误差偏大,在使用前需对其校正,因此针对加速度计的误差特性,采用一种六位置标定方法,并针对磁强计的在线校正需求和椭球拟合的缺陷,提出一种新型的两步校正算法。该算法首先利用椭球拟合法补偿部分误差,然后利用基于零加速检测的点积不变法补偿非对准误差,可获取更加精确的磁场强度。(3)针对姿态角的融合,分别提出基于MEMS器件误差的加权融合算法和基于MEMS器件最小误差的融合算法。其中,前者将各时刻加速度计的误差平方作为水平姿态角的权值,并将各时刻磁强计的误差平方作为方位角的权值。该算法在整体水平上优于传统的加权融合算法,但仍没避开传统加权融合算法的缺陷,易恶化处于突变点处的姿态角。后者则是将各时刻误差平方最小的加速度计和磁强计解算的姿态角作为最终姿态角。该算法无论对有突变点信息还是无突变点信息均能起到较好的融合效果。最后经实验验证,在静止情况下,基于MEMS磁强计和多传感器融合的对准方法在9秒内即可完成整个对准过程,并且水平姿态角的对准精度在0.83°以内,方位角的对准精度在2.62°以内,满足行人导航定位系统的要求。