1.研究现状
随着MEMS技术的发展，加速度计和陀螺仪以其高性能、小尺寸、低能耗、重量轻、可靠性高等优点，越来越受到人们的关注，在低成本惯性姿态导航系统中获得了广泛的应用，尤其是在汽车导航、消费电子和移动应用等民用领域, 此外，在航空航天以及现代和可预见的未来高科技战场上也拥有广阔的发展和市场前景[1]。
微陀螺仪主要四类:微振动陀螺、悬浮转子式微陀螺、微集成光学式陀螺和微原子陀螺。其中，微振动陀螺基于哥氏加速度效应，是人们最早研发的类型，此后，微陀螺在原理、结构、精度和制造上都取得了长足的进步[1]。
自2009 Invensense公司发布了世界上第一个基于MEMS的六轴运动处理方案以来，微陀螺便向着高集成化、多功能和小型化的方向发展，同时不断提高准确度。例如，挪威Sensonor公司近年来推出的几款微陀螺的零偏稳定性理论上为0.5°/h[1]。
但是，目前微陀螺仪还没有达到惯性级，长时应用偏差较大，而且传统的振动陀螺目前依然是研究的热点。微陀螺的发展未来有二：一是通过技术改革原理的创新进一步提高器件的精度和稳定性，;二是对陀螺仪的误差做精准的补偿，使其在现有器件的基础上沿着低成本化和商业化的道路前进。前者的周期较长且易于增加成本，而后者则是一种目前比较可行的方法[1][2]。
2.研究内容
MEMS陀螺仪（地感器）和加速度计（重力感应器），都可以用于直接测量角度。测量角度可以通过 (1) 直接对陀螺仪输出的角速度积分求解姿态角；(2) 将加速度计当作静态倾角计使用，通过计算重力场求的俯仰角和横滚角。MEMS传感器相较于传统机械结构设备，精确度要低1到3个数量级。测量结果受限于当前工作原理和制造工艺（内部因素），同时还会受到外部因素影响，如温度和运动状态等，与实际值存在着较大的偏差。主要的误差来源如下。
2.1误差来源
MEMS 陀螺仪的误差包括零位误差和动态误差，由于动态误差较小，一般只对零位误差做处理。当陀螺仪处于零输入状态时，其输出信号不为零，是一个随机函数，称为零位误差，具体分为零值偏移误差（常值分量）和随机漂移误差（随机分量），其中常值分量容易把握，受噪声、振动及温度变化等因素干扰，陀螺还仪会产生随机漂移误差。随着时间的推移，漂移误差逐渐累积变大，导致所测得的偏转角度存在较大的累积计算误差[3]。
MEMS 加速度计，对运动引起的加速度非常敏感。震动会导致加速度计失真，造成信号在尺度因子和偏置值上的漂移[4]。加速度计根据重力场计算出水平倾角（俯仰角和横滚角），而实际应用中载体都是运动的，势必会引入线性加速度，当物体处在变速运动状态时，加速度传感器给出的是其运动加速度和重力加速度合成的叠加值，此时姿态的倾斜角度会因为物体的运动加速度而无法准确测量[4][5]。
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