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针对小型四旋翼飞行器航姿测量系统中MEMS器件精度低、易发散等问题，提出一种新的数据融合方法，对航姿测量系统中陀螺仪、加速度计和电子罗盘的输出数据进行融合。利用MEMS惯性测量元件搭建了一个低成本航姿测量系统，分析了姿态解算的过程和难点，采用基于梯度下降的姿态融合算法，对四元数更新方程进行了补偿。实验结果表明：与目前常用的卡尔曼滤波算法相比，基于梯度下降的数据融合算法能显著降低对处理器速度和精度的要求，能有效融合航姿测量单元的传感器数据，提高小型四旋翼飞行器的姿态测量精度。