航线与传感器规划是无人侦察机任务规划系统的重要组成部分。作为任务规划系统的两个重要模块,航线规划与传感器规划之间存在紧密的耦合关系。针对这种耦合关系,如何有效地设计无人侦察机航线与传感器规划方法,对于提高无人侦察机的作战效能具有重要的理论意义与应用价值。从功能与时态上来说,可将航线与传感器规划问题分解为预先全局航线规划、航线重规划和实时航线与传感器规划三个层次的子问题进行研究。围绕上述子问题,本文主要开展了以下几个方面的研究工作:(1)阐述了无人侦察机的侦察任务与规划需求,采用分层规划思想分别对航线规划与传感器规划要素进行分析。(2)建立了无人侦察机预先全局航线规划模型。引入图像质量方程预估侦察目标的图像质量,在此基础上,建立了以航线长度、图像质量和威胁为评价目标的预先全局航线规划模型,采用多目标进化算法对模型进行求解,利用字典序法从Pareto解集选出最优航线。分析了航线重规划问题,研究了突发威胁情况下的航线重规划方法。(3)研究了基于MPC的无人侦察机航线与传感器规划方法。针对无人侦察机对移动目标的搜索问题,结合模型预测控制(MPC)的思想,描述了无人侦察机搜索过程,建立了无人侦察机航线与传感器规划问题模型,提出了基于MPC的航线与传感器规划算法。(4)完成了预先全局航线规划、局部航线重规划和实时航线与传感器规划三个三个仿真实验。结果表明本文研究的航线与传感器规划方法是可行的。