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摘要
针对煤矿井下随钻测斜仪测量钻孔姿态角时，传感器容易受到外界干扰，引起解算姿态角误差的问题，本文采用一种基于四元数无迹卡尔曼滤波（quaternion unscented Kalman filter,QUKF）的姿态估计算法减小误差。首先通过四元数微分方程结合陀螺仪输出以及噪声误差，构建无迹卡尔曼滤波（unscented Kalman filter,UKF）状态方程；然后利用加速度计和磁强计的输出结合噪声误差作为观测值，构建量测方程；最后将迭代得到的四元数通过姿态旋转矩阵解算姿态角。通过MATLAB仿真以及双轴转台实验验证该估计算法，实验中经过该算法解算的俯仰角和方位角最大绝对误差均小于0.7°。实验表明，该算法可以有效减小随钻测斜仪测量姿态角时受到外界干扰的影响，提高测量精度。
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单位黄河交通学院; 机电工程学院
