在定向井钻井中为测量钻头方位信息，设计了一种高可靠性随钻定向仪，分析了可能的系统失效风险并给出解决方法，选择合适的安全微控制器与多轨电源以简化设计。高可靠性策略包括器件内均衡的硬件与软件功能诊断，以及用于监测微控制器程序运行的独立问答式看门狗。给出了关键硬件电路与软件流程图。该系统以软件或硬件方式自动诊断各功能模块故障，并由独立于微控制器的看门狗检测其软件运行，可靠性高；在石油钻井应用中通过降低数据采集故障减少起钻次数，具有较高的经济效益。