具有自主飞行能力的小型无人机,可用于执行航拍、勘测、自主侦察等任务,具有广泛的军事、民用和科学研究价值,这也使其成为世界各国科研机构的研究热点。在整个无人机自主系统中,通信子系统是飞行控制系统的重要组成部分,担负着无人机飞行状态信息和任务载荷数据的传送的任务,实现了地面站对小型无人机实时监控,所以针对无人机通信系统的专项研究有其重要意义,由于某些远距离任务受限于通信硬件传输距离,如何提高无人机的通信距离也成为一个重要课题。本课题针对以上现状确立的研究目标是构建一套通用性安全性较强的小型无人机通信系统,要求其实现接口通用、轻便、可扩展、满足多机通信实现、中继远距离覆盖等需求。首先针对无人机的无线通信硬件原理进行深入分析,对无人机数据链无线信道、调制方式、无线传输模型、无线覆盖距离等做了深入探讨,给出了一般无人机通信硬件的性能指标,并最终给出本课题在飞控数据链和任务数据链硬件选型。接下来设计并实现了小型无人机通信协议,对飞控数据协议的内容详细介绍,并给出多机通信协议,协议实现了在信息及节点方面的可扩展性。根据协议完成了各节点在不同开发环境下数据报文打包、解析的通用软件开发。针对通用的串口和网口实现了数据报文在各节点的收发处理,设计并实现了地面监控站软件。最后为验证多机通信的有效性,对多中继机位置规划算法进行比较分析和仿真。为保证多机在空中的安全稳定飞行,本文还提出了多中继机规划防撞解决策略。仿真结果显示,此算法能有效使得多机相互之间保持在一定的距离,确保任务机与地面站之间的稳定通信。