近年来，无人机技术的发展非常迅猛，国内外都对无人机的研究非常重视。小型无人机具有体积小，成本低，使用方便等特点，在治安，消防安全和监控管道方面都有着不小的作用。本文在研究无人机飞控系统的动力学建模原理的基础上，使传统PID控制理论与惯性导航系统和全球定位系统相结合，从而使无人机的运行更加稳定，定位更加精准。设计并实现了以STM32系列的微处理器为主控芯片的飞控主板加上惯性姿态传感器，GPS接收器和无线数据调制解调器为基本框架的飞控系统。以前的固定翼型的无人机使用一组6正交的红外温度传感器来判断无人机距空中与地面的距离，虽然采用红外系统能够提供一个无晃动和无方向迷失的强大而绝对的姿态估计，但是使用惯性姿态传感器测量无人机姿态的方法应用起来更易操作，测量结果也更加准确。飞控系统的设计采用双向数据链路的模式，下行链路部分（从无人机到地面）用于捕获无人机的状态信息，以使用户能够进行操作和监控任务的调度，并能够提供一些有效的负载数据。上行链路部分（从地面到无人机）用来传送命令，并与有效负载进行交互。针对全球不同地点的磁偏角不同进行了磁偏校正和惯性姿态传感器的校准，确保测得的无人机的姿态参数准确。此外，本文还对搭建飞控系统所需的硬件设备进行了详细的介绍，对涉及到的接口电路也进行了详细的分析。最终的实验结果表明，各个模块均能正常工作，达到了预期的效果。