无人机作为一种可以远程控制导航的无人驾驶飞行器,因其具有良好的可操作性和经济性,已被大规模应用于军事领域,但随着无人机执行任务的复杂程度不断提升,对其自主飞行能力也提出了更高要求,然而航迹规划作为无人机自主飞行的重要组成部分,决定着执行任务的成败。因此,本文主要以旋翼无人机作为研究对象,针对无人机在三维环境下基于改进麻雀搜索算法的全局航迹规划和基于改进人工势场法的局部航迹重规划问题展开研究。本文的研究内容如下:（1）建立了三维环境下无人机航迹规划模型。分析了航迹规划时涉及的问题和规划需求,建立了无人机飞行的空间模型和威胁模型,同时结合无人机自身飞行约束,设计了相应的航迹评价函数,为实现规划出的航迹满足无人机飞行条件,采用3次B样条曲线优化航迹拐点,为航迹规划研究奠定基础。（2）改进麻雀搜索算法的无人机全局航迹规划。针对麻雀搜索算法全局收敛能力不强和搜索精度低的缺陷,提出一种混合优化策略的麻雀搜索算法。首先利用Circle混沌映射初始化麻雀种群,丰富种群的随机性和多样性;其次结合动态调节权重更新发现者的位置公式,平衡算法在全局和局部寻优过程中的开发能力;然后将Levy飞行策略引入到侦察者的位置公式中,提高算法在迭代后期的收敛速度;最后利用模拟退火策略更新个体的最优位置,帮助算法跳出局部最优。在上述融合机制下,利用8种基准函数进行改进算法有效性的仿真测试,同时将改进算法与无人机航迹规划结合进行仿真实验,结果表明,改进算法能有效提高无人机执行任务的成功率,很好的适应无人机的飞行要求。（3）改进人工势场法的无人机局部航迹重规划。针对传统算法中存在局部极小值和目标不可达的缺陷,提出了一种改进策略。首先重建了引力势场函数;其次在斥力势场中,添加了无人机与目标点间的距离调节因子,以解决无法到达目标点的问题,同时为提高无人机的动态避障特性,加入了无人机与障碍物间的相对速度势场;最后为提高无人机逃出局部最小区域,引入了方向扰动策略。在上述融合条件下,在三维环境中分别对改进算法进行了仿真实验,最后将改进算法应用到无人机航迹规划中,提高无人机解决静态和动态突发威胁的能力。结果表明,改进算法使无人机快速的避开未知威胁并返回预设航迹,安全稳定的到达目标点。（4）设计开发了无人机航迹规划系统。在Matlab中的APP设计模块搭建了一个无人机航迹规划系统,介绍了该系统的设计模块和功能需求。通过在该系统中设置规划航迹时所需的功能参数,实现无人机航迹全局规划和局部重规划,并将规划结果显示在界面上。通过仿真实验,验证了本文搭建界面的适用性,提高了用户的决策能力,从而实现人机交互。经仿真实验证明了整体研究方案的可行性,能够为无人机规划出满足全局规划和局部重规划的最优航迹,有利于应用到实际三维空间环境中,使无人机具有躲避静态威胁和动态突发威胁的能力,安全稳定的到达目标点,拓展了无人机的应用领域,具有一定的研究意义和价值。