利用四元数求解姿态变换矩阵,采用三轴旋转的方式复合成姿态角变换矩阵,建立在姿态测量中的标度变换从而完成该算法的软件设计,然后通过对测量传感器MPU6050的电路设计和编程实验,并且建立上位机3D模型,验证该算法可以全姿态工作,实时性较强,计算量适中,测量结果满足水准仪测量应用中的需求.