无人机具有灵活轻便、成本低廉等优点,无论在军事还是民用领域都得到了广泛应用。飞行环境的日趋复杂和飞行任务的多样化,对自主飞行的无人机都提出了新的要求和挑战。为此,本文研究了无人机的航迹规划、姿态测量方法及飞行控制等相关技术。主要工作如下:首先,对无人机及其相关技术的发展和现状进行了综述,包括无人机的航迹规划、基于MEMS的姿态测量和飞行控制系统。其次,研究了基于蚁群算法的航迹规划方法。在无人机航迹规划问题中,采用栅格法表示航迹规划空间,构建了优化目标函数,应用改进蚁群算法对其进行了求解,并利用MATLAB进行了仿真验证。然后,采用互补滤波实现了基于MEMS的姿态测量方法。研究了姿态的表示方法、四元数到欧拉角的转换及其全角度扩展;分别利用角速度陀螺仪和利用加速度计、磁强计优化方法进行了姿态求解,对两种方法进行了融合,得到互补滤波算法,并对其进行了编程实现和实物测量试验。最后,进行了飞行控制系统的设计和仿真实验研究。根据飞行控制系统的需求,设计了飞行控制系统总体方案,包括硬件组成、软件系统的设计;建立了无人机的数学模型,研究了基于PID的飞行控制方法,并进行了仿真和部分实验验证。