近几年来,无人机由于具有低成本、广覆盖、不受复杂地形的限制以及不存在通信盲点等优点已成为无线通信领域的一个研究热点,尤其是无人机作为空中基站在提高传统地面蜂窝网服务质量、降低通信设施部署成本,以及在灾害地区搭建快速通信通道方面具有明显的优势。目前,对于无人机通信覆盖的研究主要针对准确已知信道状态信息的情况,并未考虑实际通信中发送端由于估计误差或量化等因素导致的信道状态信息不准确的情况。基于此,本论文主要围绕信道状态信息不准确情况,研究如何通过优化无人机基站三维位置提高系统通信性能与覆盖质量,具体研究内容如下:(1)考虑无人机空地通信链路直射链路和非直射链路的概率特性,针对实际通信中信道存在估计误差的问题,建立了不准确信道信息下基于无人机基站俯仰角概率形式的空地通信数学模型。在此基础上,以链路中断概率为性能评价指标,推导出空地通信链路中断概率的理论分析表达式。仿真结果验证了理论分析的正确性,并分析了信道估计误差对链路中断概率的影响。(2)针对信道状态信息不准确下的无人机基站空地通信系统,在保证区域内地面用户覆盖率的前提下,建立了以信号传输中断概率为优化目标的多无人机基站三维坐标优化问题。为解决该非凸优化问题,通过将其拆分为水平维度和垂直维度两个优化子问题分别求解,并进一步提出了一种基于交替迭代的多无人机基站三维坐标求解算法。仿真结果验证了理论分析的正确性,并分析了信道估计误差对无人机基站高度和覆盖区域的影响。(3)针对不准确信道信息下的无人机基站地面用户覆盖率最大化问题,建立以地面用户覆盖率为优化目标和以信号传输中断概率为约束条件的多无人机基站三维坐标优化模型,提出了一种基于牛顿法和序列凸近似法的联合迭代求解算法。仿真结果验证了理论推导的正确性,同时阐明了在最大用户覆盖率情况下的信道估计误差对无人机基站高度和覆盖区域的影响。