编队飞行是指多无人机保持一定队形飞行的状态,相比于单架无人机执行任务,编队飞行能提高任务的完成效率和成功率,因此有着良好的应用前景。针对编队执行任务全过程面临的问题,致力于增强编队自主飞行能力,本文研究了无人机编队控制、编队离线航迹规划和在线航迹重规划方法。编队控制是编队飞行的基础。首先利用航路点信息建立了适合描述编队相对状态的旋转坐标系,根据纵向和横航向解耦的带自动驾驶仪的无人机三自由度运动学模型的特点,对一致性算法进行改进,实现对无人机速度、航向和飞行高度的控制,设计了编队队形控制算法。然后,将航路点信息转化到编队队形控制律中,并提出修正飞行控制指令的机动约束处理策略,得到能过航路点的编队控制方法。最后,针对无人机初始间距大带来的频繁调参问题,增加了集结过程,并利用粒子群算法优化集结速度,避免航迹冲突,集结后再完成成形,形成了无人机集结-成形策略,提升了编队控制算法的适应性和安全性。离线航迹规划是编队在线飞行的重要前提。首先,根据具体的任务场景,将编队飞行全过程分为无人机集结、成形、执行任务、返航、解散、降落六个阶段,并根据不同阶段的飞行目的,建立了各阶段飞行策略模型。然后,针对不同阶段的特点,设计了多类多层优化指标,提出了多步粒子群算法。通过利用模型预测控制的思想滚动优化航路点,设计了不同阶段的航路点生成策略,得到编队航路粗规划方法。最后,在各阶段利用过航路点的编队控制算法去执行粗规划给出的航路点并生成航迹,完成航迹细规划,得到了编队离线航迹规划方法。在编队在线航迹重规划的研究中,首先根据实际飞行中遇到不同变化,设计了在线重规划和原航迹保留策略模型。然后,考虑在线航路约束条件,通过采用自适应的参数设计扩展和选择树节点的策略,改进了快速扩展随机树（RRT）算法,得到更高效的可用于在线可行航路规划的ERRT算法。最后,用过航路点的编队控制算法去执行在线规划的航路并生成航迹,得到在线航迹规划方法。