航迹规划系统是提升军队远程武器精确打击能力的有效工具,是无人机自主飞行的技术保障。航迹规划算法是航迹规划系统的核心。本文研究了离线单航迹规划算法、离线多航迹规划算法及实时航迹规划算法,并且设计了三维航迹视景软件。具体内容包括以下几个方面:针对单航迹规划问题,建立了双层规划策略。首先利用Dijkstra算法得到粗略的优化航迹,进而采用遗传算法控制贝塞尔曲线对其进行优化。仿真结果表明:双层规划策略算法可以在大范围威胁环境下得到威胁回避及地下回避的可飞平滑航迹,更加适合飞行器跟踪。针对多航迹规划问题,提出了NSGA多目标航迹规划算法及KNSGA多航迹进化算法。利用快速Pareto排序及拥挤距离进行航迹选择,并引入了多个功能不一的进化算子进行多目标航迹规划。以K-Means聚类算法保证多群体并行进化,实现多航迹规划。仿真结果表明:KNSGA算法能够得到分布于规划空间中的多条较优的航迹。针对实时航迹规划问题,提出改进的RRT算法。将飞行器运动约束加入到RRT算法中,并加入一定视觉及目标启发式信息。仿真结果表明:改进RRT算法能够快速得到满足飞行器运动约束的航迹。建立了无人直升机运动模型,实现快慢回路划分基础上的动态逆解耦控制及CMAC、PID并行控制。针对三维航迹视景系统设计,研究了随机地形生成算法、威胁建模方法、分形曲面插值方法、数字地图技术及基于Qt与Vega Creator/Prime的三维视景显示技术。设计的三维航迹视景软件运行稳定,能够完成三维航迹规划的显示。