随着5G移动通信与物联网的深度融合,无人机可以充当物联网设备将通信扩展至空中,在基站覆盖不到的区域作为移动中继来辅助信息收集。针对无人机辅助的信息收集过程中机载能量受限的问题,本文提出可以根据其动力学结构特点,充分利用飞行环境中的梯度风场,设计基于空气动力学的飞行姿态角控制策略,提升无人机信息收集的能效。首先,在单节点信息收集场景中,地面节点通信范围的有限性制约了无人机飞行轨迹的有效空间。因此,为了实现高能效的信息收集,无人机飞行姿态控制策略的设计需要综合考虑风场梯度、信息收集约束以及有限的收集空间。进而,将信息收集场景拓展至多地面节点时,考虑到无人机在节点间的飞行能耗对信息收集能效的影响,无人机对地面节点的访问顺序需要根据地面节点分布与风场分布的相关性进行优化,并获得在最优访问顺序下的高能效飞行姿态控制策略。针对以上两个关键问题,本文的主要贡献如下:（1）针对单节点场景下的信息收集问题,本文提出了信息收集约束条件下的高能效飞行姿态控制策略。首先,基于梯度风场建立了无人机飞行动力学模型,并结合信息收集约束条件,形成了有限轨迹空间中的飞行能耗最优化问题。为了快速求解该问题,本文提出了基于信息收集状态的分段式飞行姿态控制策略,从而基于风场分布快速求解航向角和俯仰角的取值。仿真结果表明,通过借助飞行环境中的风场梯度,本文所提出的飞行姿态控制策略可提升无人机的信息收集能效。（2）针对多节点场景下的信息收集问题,本文提出了高能效节点访问轨迹及飞行姿态控制策略。首先,基于地面节点分布与风场分布的相关性,对无人机在节点间的飞行能耗与飞行轨迹和姿态角的关系进行了建模,并求解出能效最优的节点访问顺序。进而,在最优访问顺序下,通过综合考虑风场分布、目标点间的相对位置关系及各节点处信息收集的约束条件,设计了高能效的航向角及俯仰角控制策略。仿真结果表明,相比于哈密尔顿最短路径算法,本文所提出的轨迹规划及飞行姿态控制策略可在满足信息收集需求的前提下,提升无人机在多节点间的信息收集能效。