本文描述了一个基于机载视频和IMU(惯性测量系统)可以实现自主悬浮飞行的四螺旋桨直升飞机的建模和控制方法。四螺旋桨直升飞机的空中动态飞行模型是基于作用于其的力学和力矩而建立的，可以用于仿真实验的设计和调试。 在线图像处理算法用于实时计算标志物在图像平面中的位置信息和角度信息。通过位置信息估计算法可以计算出四螺旋桨直升飞机在地球空间的实际飞行位置，飞行姿态变化对测距的影响可以通过引入IMU传感器的角度信息数据进行补偿，最终实现机载单相机实时空间位置信息测量。 通过运行在基站的PID控制器可以实现飞机空间位置和角度的控制，系统所有环节都通过了仿真和实时实验论证。 实验表明，此基于机载视频和IMU数据的四螺旋桨飞机可以稳定的悬浮在在指定的标志物上。