多无人机协同航迹规划是多机交互能力的基础,是无人机协同任务控制的关键技术之一,对提高飞行器战场生存率、提高多机协同作战效能有重要意义。本文基于改进随机路径图算法分别对单机规划和多机协同规划开展研究,首先根据实用化作战需求,建立了无人机航迹规划模型,设计了改进PRM算法予以求解;针对多机协同规划问题,设计了集中式预规划协同策略和基于分散化控制的重规划协同策略,最后通过仿真分析并验证了算法、协同策略的有效性。研究结果为多机协同航迹规划提供一种技术思路,主要研究工作及创新点如下:(1)建立了无人机航迹规划模型。通过对战场环境的分析,建立了战场威胁模型,给出综合代价评价函数。结合无人机机动性能约束的描述,建立无人机航迹规划模型。(2)设计了基于改进PRM算法的航迹规划方法。针对PRM算法碰撞检测过程时间复杂度高的不足,设计了基于完整随机采样的构图策略,即省略构图阶段碰撞检测环节,利用查询阶段航路搜索对障碍物威胁代价的考量回避威胁,避免了应对威胁障碍动态变化时重新生成或局部重构路径图的弊端。将改进PRM算法分别运用于静态航迹预规划和局部航迹重规划,仿真结果表明改进PRM算法提高了航迹规划的效率。(3)设计了集中式预规划协同策略和基于分散化控制的重规划协同策略。集中式预规划协同策略考虑多无人机时间协同要求,设计了协同规划层和航迹规划层双层控制结构,规划出协同代价最小的各无人机飞行航迹与飞行速度。针对任务执行过程中,突发威胁对多机协同的影响,设计了分散化控制的重规划协同策略。采用一致性算法对突发威胁之后各无人机的飞行速度进行协同,以实现同时到达的目的。仿真结果验证了规划算法和协同策略的有效性。