MEMS 惯性导航：基于四元数姿态解算与互补滤波器研究现状

MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）技术是一种集成微电子、微机械和微加工技术的新型技术，是现代微纳技术的重要组成部分之一。MEMS 技术可以制造出微小且高精度的传感器和执行器，具有体积小、重量轻、功耗低等优点，因此在惯性导航、飞行控制、车辆导航等领域得到了广泛应用。

国内 MEMS 技术的发展取得了长足的进步。目前，国内已经开展了包括 MEMS 惯性传感器、MEMS 微波器件、MEMS 光学器件、MEMS 射频器件等多个领域的研究。其中，MEMS 惯性传感器是应用最为广泛的一种 MEMS 器件，主要应用于惯性导航、飞行控制、车辆导航、智能手机等领域。国内研究机构和企业在 MEMS 惯性传感器的研究方面取得了一些进展，如北航研制的微惯性测量单元（MIMU）、华为研制的惯性测量单元（IMU）等产品已经进入市场。

四元数是一种用于姿态角解算的数学工具，具有简洁、高效的特点。基于四元数的姿态角解算方法得到了广泛的应用。在航空航天、机器人、虚拟现实等领域，基于四元数的姿态角解算方法已经成为研究的热点。国内研究机构和高校在基于四元数的姿态角解算方面也取得了一些进展，如哈尔滨工业大学研究团队提出的基于四元数的姿态角解算方法已经得到了广泛应用。

互补滤波器是一种常用的传感器融合算法，可以将多个传感器的数据融合起来，提高系统的精度和鲁棒性。在 MEMS 惯性传感器的数据融合方面，互补滤波器也得到了广泛应用。国内研究机构和高校在 MEMS 惯性传感器数据融合中的互补滤波器方面也取得了一些进展，如清华大学研究团队提出的基于互补滤波器的 MEMS 惯性传感器姿态解算方法已经得到了广泛应用。

总之，国内在 MEMS 技术、基于四元数的姿态角解算和互补滤波器方面的研究已经取得了一些进展，但仍需要进一步深入研究和发展，以满足国内外市场的需求。