作为一种微型无人飞行器,四旋翼无人飞行器有其独特的优势:机械结构简单,机动灵活性强,并且具备自主起飞和着陆能力,能以各种姿态飞行,包括悬停、横滚运动、俯仰运动以及偏航运动。正因为这些优势,四旋翼无人飞行器被广泛应用于军事与民用领域。然而,四旋翼无人飞行器的姿态解算问题对于四旋翼无人飞行器研究来说是一个关键问题。姿态解算的精度和速度会对飞行器控制算法的可靠性、实现的难易程度以及稳定性问题有直接的影响。因此,姿态解算问题是飞行器控制实现的前提条件。随着MEMS(微机电系统)技术以及计算机技术的快速发展,对于四旋翼飞行器姿态的测量,普遍利用了低成本的惯性测量单元(IMU),其主要是由三个传感器陀螺仪、加速度传感器以及磁力计构成的。本文考虑从低成本的惯性测量单元的测量值获得好的姿态,而这些测量单元的输出伴随着高噪声以及偏移的问题,所以,针对这四旋翼无人飞行器姿态解算的这一基本问题,详细的分析了姿态解算过程,设计了一种基于互补滤波器算法的姿态解算方式,采用互补滤波器算法能够显著的降低对处理器速度和精度的要求,还能够有效的融合低成本的惯性测量单元的传感器数据,实现了小型四旋翼无人飞行器的高精度姿态解算。为了验证所提出算法的正确性与有效性,本文利用Matlab/Simulink工具,对算法进行仿真试验,并对这种算法的仿真结果进行了详细的分析。仿真结果表明,本文所提出的算法均能实现姿态解算目标,而且性能得到了保证,从而为四旋翼无人飞行器在实际工程中的应用提供了重要的理论基础。