多旋翼飞行器应用领域广阔,获得飞行器准确的姿态是精准控制飞行的首要条件。然而在磁干扰环境下进行多旋翼飞行器姿态解算会产生偏差。针对上述问题,本文基于自主研发的飞控系统,对姿态与导航信息融合算法进行研究,以提高姿态信息准确性和多旋翼飞行器的工程实用性,主要进行了以下几个方面的研究:(1)对传感器的测量特性进行分析,深入研究了飞行器姿态与导航传感器的工作特性,为姿态和导航融合算法研究奠定基础。(2)确立了多旋翼飞行器姿态与导航信息融合的多级结构,研究了惯性测量单元(IMU)的姿态解算、加速度计的位置与速度解算、GPS的位置与速度解算、气压高度计的高度信息解算。(3)对INS/GPS组合导航系统进行研究,设计组合导航信息二级数据融合方案,第一级为姿态信息融合,利用陀螺仪、加速度计和磁力计得到飞行器的姿态角,对常用的姿态解算算法进行理论推导与分析。重点研究信息融合算法中应用最广泛的Kalman滤波,针对磁干扰环境下的姿态解算改进Kalman滤波,为INS/GPS组合导航系统提供了可靠姿态信息。(4)第二级为位置、速度信息融合,利用扩展Kalman滤波融合加速度计、GPS和气压高度计解算的位置信息得到了多旋翼飞行器的水平位置与垂直高度。基于自主研发的飞控系统对改进Kalman滤波进行验证,结果表明:该算法能提高多旋翼飞行器在磁干扰环境下的姿态解算精度,增强多旋翼飞行器的抗磁干扰性能,组合导航系统的定位精度满足多旋翼飞行器实际需求。