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以单位四元数作为姿态描述参数提出一种乘性约束姿态估计算法。四元数具有全局非奇异、运动学方程双线性的优点，但归一化约束条件必须精确保持。首先，比较了加性和乘性滤波算法在估计误差定义和校正方式上的差别，并从物理概念和估计精度上详细分析了无约束四元数估计算法的不足。然后，针对“矢量测量＋陀螺”姿态观测模式，利用乘性约束滤波算法设计了姿态估计器。针对状态部分受约束的姿态估计问题，推导了状态和方差预测方程及状态受约束的最优增益矩阵，并将约束增益矩阵应用到姿态估计算法的测量更新过程。最后，通过数学仿真验证了算法在估计