旋翼式无人机具备机械结构简单、可悬停以及可垂直起降等特点,在军事以及民用各个领域中都具有广泛的应用场景,开展旋翼式无人机惯性导航算法与控制算法的研究对开展理论科学探索、推动相关产业发展具有重大的意义。本文采用一款ARM7系列的微处理器开发了一套开放式的四旋翼飞行控制平台,该平台具有软硬件开放性、成本低、通用性、兼容室内外场景下多种控制模式等特点。本文首先在总结国内外相关文献与设计经验的基础之上,进行了控制平台的核心处理器、传感器模块以及其它外设器件的选型工作。然后在遵循最小化硬件尺寸与降低传感器噪声的设计理念下,进行了控制器的硬件电路设计工作。本文推导了旋翼式无人机的动力学方程,X型机架结构下电机转速的分配模型,并设计了姿态角度控制器与空间位置控制器级联型的无人机位姿PID控制器,为嵌入式控制程序的实现提供了理论的依据。本文在Simulink中搭建了该位姿控制器,利用Matlab环境下的开源工具箱中提供的动力学模型,仿真验证了控制器的有效性。在实际控制算法的实现过程中,由于无人机机载的各类传感器测量信息都存在一些缺陷,使用单一的微传感器无法准确进行四旋翼无人机空间位姿状态的实时反馈。针对于这个问题,本文基于一种互补滤波算法,采用对角速度进行修正积分的方式实现了无人机空间姿态的估计。在空间位置估计方面,本文采用了一种基于加速度信息修正的多元信息融合算法实现了空间位置的实时估计与反馈。最后,本文通过在室外环境中进行无人机的位姿控制实验,证明了采用本开放式控制平台可以实现无人机在室外环境中的高度控制以及水平位置控制。同时本文利用本开放式控制平台在多种机架上进行飞行控制实验,均实现了稳定的位姿控制,证明了本开放式平台具有通用性。在本开放式平台的基础上,依托于Matlab科学计算工具以及Vicon运动捕捉系统组成了一个硬件在环仿真实验平台,并对硬件在环仿真实验平台的可行性进行了实验验证。