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针对小型空中机器人在全球定位系统（GPS）失锁情况下的姿态估计问题，提出一种新的闭环姿态补偿算法．有GPS辅助的情况下，采用组合导航算法对姿态角和地磁场矢量做出估计；当组合系统无法有效工作时，将反馈控制的思想引入姿态估计过程，充分利用地磁场测量值与估计值之间隐含的姿态信息，通过地磁场矢量误差反馈对姿态角速率测量值进行修正，进而抑制惯性导航系统误差的发散．在小型空中机器人上对算法进行实物验证，并与参考系统对比．结果显示：在GPS失锁的情况下，与开环工作模式下的INS／GPS组合导航系统相比，新的闭环姿态补偿