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在机器人、小型无人自主飞行器等严格限制成本、体积、功耗的应用场合，一套合适的姿态测定系统显的尤为重要。为此，提出了一种低成本的实时姿态决定系统，该系统由传感器模块和数字信号处理器（DSP）组成。传感器模块由一个三轴的磁罗盘和一个基于MEMS技术的惯性测量单元构成，文中对系统的软硬件设计进行了详细的论述。在此嵌入式平台上面，开发了一套基于四元数和扩展卡尔曼滤波的姿态估计算法，对算法的原理进行了详细介绍。最后给出的实验结果显示此系统具有相当高的性能，姿态角误差的方差在0．02°以下。