近年来,像阿里巴巴、京东等大型电子商务平台进入到寻常百姓家,人们在网上动动手指就可以购买到自己心仪的物品。在交通便利的城镇地区,人们足不出户就可以很快收到物品,然而在交通不便的内蒙古牧区由于没有发达的交通道路网,配送范围广、距离远,用户规模小、分布较为分散,传统以人工为主的配送方式已不能满足日益增长的配送需求。无人机技术的发展给牧区物流配送注入了新的活力,无人机速度快、配送成本低,但其续航比较短,为了增加续航能力,扩大配送范围,已有学者提出一些方案来解决该问题,并设计合理的算法缩短无人机配送路径长度,但是现有模式主要针对路网比较发达的地区,对牧区来说存在一些问题,并不能取得较好的效果。为了解决无人机续航问题,本文提出为无人机设立固定续航点的方案,通过免疫优化算法确定无人续航点的分布,保障无人机续航,避免无人机受限于自身能量只携带少量货物完成一次配送,同时续航采用更换电池的方式,无人机电池的充电也可以借助牧区广泛的风力发电、太阳能发电等绿色充电方式在节约成本的同时也保护了牧区的生态环境。其次,为了模拟无人机配送过程中的能量消耗,本文采用非线性能量消耗模型,模型考虑了无人载重与飞行距离的因素,通过具体数据对模型正确性进行了验证,并探究无人机载重和飞行距离对无人机功率的影响。由于无人机续航点设立在配送点,本文改进了无人机路径规划数学模型,并提出两种改进蚁群优化算法为无人机规划最短配送路径,通过载重约束缩小候选节点集合,减少搜索范围提高收敛速度,并改进了转移概率公式,综合考虑了信息素、无人机载重和配送距离的因素,给出最短配送路径,计算最短配送路径长度和配送时间,同时还给出一种贪婪算法解决该问题的方案,最后补充了支持寄件请求以及多无人机配送的情况。通过MATLAB进行仿真实验,实验结果表明在牧区物流配送的场景下,本文设计的改进蚁群优化算法在各项性能上要优于传统的蚁群算法和贪婪算法,能够有效缩短配送距离、提高收敛速度,为牧区无人机物流配送提供了一种有效的解决方法。