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针对小型四旋翼无人机姿态解算数据精度低、缺少余度控制、易发散等问题，提出一种基于GPS、三轴陀螺仪加速度计、三轴磁力计的随机加权自适应滤波算法估计无人机姿态；建立四旋翼无人机姿态旋转矩阵，搭建加速度计和磁力计获取无人机姿态信息的模型，以及采用四元数解算法的陀螺仪定姿解算模型；采用随机加权自适应估计法，依据多元函数求极值定理，在保证总体均方差最小的情况下导出最优随机加权因子，进而解算出姿态角信息，提高四旋翼无人机姿态解算滤波精度与稳定性；仿真与试验结果表明：随机加权自适应滤波与平均值滤波算法相比解算精度更高