姿态检测系统是一种利用微机械(MEMS)惯性传感器陀螺仪加速度计及磁力计获取载体姿态角的惯导系统，其在车辆、机器人、微小型飞行器等民用领域都存在广泛的应用前景。因此，以低成本的MEMS传感器的姿态检测系统成为了研究热点。　　但姿态检测系统中的MEMS传感器器件往往存在零点漂移、灵敏度不一致、噪声大等缺陷，同时系统在外部加速度和磁场干扰下姿态算法精度往往较差;因此，本文以控制器STM32及MPU6050，AK8975传感器为姿态系统硬件平台，重点研究了传感器误差标定方法及外部干扰下的多传感器组合姿态融合方法。　　首先搭建了以STM32控制器、MEMS陀螺仪加速度计和磁力计为基础的姿态系统，并介绍了系统传感器的设置操作及核心模块电路设计。　　接着分析了姿态检测系统中加速度计和磁力计的系统及安装误差数学模型，研究了递推最小二乘椭球拟合和改进简化的最小二乘椭圆拟合对传感器进行系统及安装误差参数的标定方法。　　然后分析了姿态测量的基本原理和姿态融合的必要性，同时针对姿态系统中多传感器姿态解算容易受到外部加速度等干扰导致姿态精度下降等问题，因此本文提出了基于目标函数改进的梯度下降法和分层设计的串级卡尔曼滤波器两种改进姿态融合算法，并设计了仿真实验验证算法在外部干扰下姿态测量的准确性及抗干扰性。　　最后，在硬件姿态检测系统的平台下，程序设计实现了姿态系统的姿态融合算法，同时自定义了串口通信格式以实现和参考系统姿态信息对比，并且进行了调试测试，验证了本文串级卡尔曼姿态算法动态抗干扰性强，静态精度为0.2度，动态精度为2度。