无人机技术在最近几年得到了快速的发展,在军事、农业、影视甚至在快递领域都发挥着巨大的作用,但是单架无人机执行任务的时候存在任务执行效率不高、可靠性差等问题。为了弥补单架无人机的不足,无人机群组飞行的概念被提出来,和人类协作完成任务一样,多无人机协作执行任务可以达到单架无人机无法企及的效能,而多无人机组群飞行是无人机协同工作的基础,因此有必要开展无人机组群飞行技术的研究和分析工作。本文在分析多无人机组群飞行控制策略以及队形控制方法的基础上,对无人机的组群飞行控制系统方案进行总体设计,系统采用基于长机僚机的分散式组群控制策略。组群飞行系统对个体无人机的性能以及稳定性有较高的要求,本文设计的无人机采用NuttX实时操作系统,并对关键传感器进行了冗余备份从而在系统软件和硬件层面上保证了单机系统的性能和稳定性。在组群飞行系统的通讯链路方面使用ZigBee通信技术和MAVLink协议实现多架无人机之间的抗干扰的无线通信链路,使用环形通信算法解决了数据传输的冲撞问题。接着本文设计了组群飞行系统的航路规划算法,使用遗传算法对群飞主机的航路进行规划。主机按照设定的航路飞行,组群中的从机根据任务的队形要求,使用航点追踪算法跟随主机飞行,使用防碰撞算法解决了组群无人机在飞行过程中的无人机之间的碰撞问题。最后按照本文的设计思路制作了四架无人机样机,并搭建无人机组群飞行试验平台。先对单机系统的基础功能以及稳定性进行实验,并测试了单机的航点追踪算法,证明了本文设计无人机的性能满足组群飞行的要求。在验证无线通讯网络的环形通信机制有效性的基础上,分别使用三架和四架无人机进行组群飞行实验,通过对实验结果的分析,本文设计的组群飞行算法能在可接受的精度范围内实现基于长机僚机控制策略的组群飞行。