无人机在数据采集和目标侦察等应用中发挥着重要作用,在现代战争中,被越来越多的国家广泛使用。近年来,无人机航路规划技术已经成为研究的热点和难点之一,准确的航路规划可以大大提高无人机的任务成功率。虽然固定翼无人机的航路规划与传统移动机器人的路径规划相似,但在前人的工作中并没有考虑到固定翼无人机的特殊运动限制,如最小转弯半径。因此,这样的航路对固定翼无人机来说是不可飞行的。此外,目前的研究对可飞航路的设计都是基于无人机航路的几何特性,如曲率连续,并没有针对无人机的控制规律或从无人机的运动规律的角度来设计航路。本文从固定翼无人机的控制规律出发,提出了一种基于航向控制律的航路规划算法。该算法考虑与固定翼无人机密切相关的运动学限制,为其规划可飞行的航路。然后,本文将多架固定翼无人机形成编队,通过为编队中的每架无人机规划可飞行的航路,实现多无人机的航路规划,并将多无人机航路规划算法应用到无人机任务规划系统软件的开发中。本文的主要研究工作如下:首先,本文简要介绍了无人机航路规划算法的研究背景及意义与研究现状,阐述了主要内容与组织结构。其次,针对无人机航路的可飞行问题,提出了一种基于航向控制律的无人机航路规划算法。该算法主要包括以下内容:(1)对航路规划算法涉及到的假设条件、限制条件以及设计准则进行了说明;(2)对无人机的环境进行建模,并介绍了混合坐标系的建立方法;(3)在满足限制条件与设计准则的前提下,研究了基于航向控制律的转弯及避障设计,为无人机规划可飞行的航路;(4)给出了静态航路规划算法与动态航路规划算法。然后,本文对航路规划中用到横一字编队和竖一字编队进行了介绍,分析了基于航向控制律的编队队形相互变换的方法,同时保证了编队中的无人机在队形变换过程中不会发生碰撞。最后,本文开发了一个无人机任务规划系统软件,对基于航向控制律的航路规划算法进行了工程实现,验证了编队无人机航路规划算法的有效性和可靠性。