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微惯性测量单元(Micro Inertial Measurement Unit)是测量物体三轴姿态角和加速度的装置，由于它具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高等特点，目前被广泛应用于姿态测控、武器制导、汽车电子等领域。本文研究了用于民用领域的低成本微惯性测量单元，它是由MEMS敏感元件，在一个平面内构成空间上正交的三轴加速度计和陀螺；通过DSP芯片采集、处理敏感元件的加速度、角速度和温度等信号；最后通过RS232串行接口输出三轴加速度和角速度信息。 本文首先对系统方案进行了详细论证，选取了合适的方案；接着论述了系统所选用的主要元器件及其性能；最后，详细介绍了传感器电路、DSP电路和电源电路等的具体实现。 针对微惯性测量单元的三个主要误差来源：敏感元件的非正交安装误差、MEMS器件的随机漂移和环境温度，本文采用了相应的算法对误差进行补偿，主要研究了以下三个方面： 1)针对敏感元件非正交安装，提出了利用加速度计敏感轴向进行解耦标定的方法，降低了敏感轴向之间的耦合误差； 2)利用时间序列分析的方法，建立了MEMS陀螺随机漂移的AR模型，再通过Kalman滤波器对其进行滤波，降低了陀螺的随机漂移； 3)针对温度漂移，将零位与刻度因数统一标定，建立了多变量的温度误差补偿模型，通过逐步回归分析对模型进行了优化。 最后通过大量试验，对补偿前后的试验数据进行分析和比较，验证了补偿算法的可行性，达到了预期的目标。