作为一种新型的微型无人飞行器，微型四旋翼飞行器由于其机械结构简单、机动灵活性强、应用前景广阔，成为了国内外新的研究热点。本文的目的是设计一个可自主飞行的微型四旋翼飞行器，与地面控制站组合搭建成一个实验研究平台，以期对微型四旋翼飞行器进行深入研究和对其软件硬件进一步优化。本文首先简要介绍了微型四旋翼飞行器的基本结构和捷联式惯性导航原理，在此基础上，本文釆用模块化设计思想，设计开发了以STM32微控制器为核心的微型四旋翼飞行器自主飞行控制系统。为了实现四旋翼飞行器的微型化设计，本文对硬件设计思想做了详细的说明，同时根据硬件系统结构和实验研究的功能需求进行了下位机的软件设计，并制订了上位机与下位机的数据通信协议，使得地面控制站的上位机能实时准确显示飞行器当前的飞行姿态，并能实现对飞行器的系统参数调试和飞行时的人工操控。最后本文对四旋翼飞行器实验平台的各个功能模块分别进行了测试，测试证明该微型四旋翼飞行器实验平台能够完成指定任务，实现了预期目标。随后又指出了本飞行控制系统存在的缺点和不足并提出了下一步的工作任务。