自适应航迹规划系统是无人机实现自主飞行的可靠保障,也是无人机航迹规划领域的一个研究趋势;另外,航迹跟踪控制作为无人机研究的关键技术之一,对无人机动态性能至关重要,高品质的控制系统是现代高性能无人机实现安全飞行、完成复杂任务的重要保证。本文针对上述两个问题,进行了初步研究。首先对无人机飞行区域的地形地物、威胁建立数学模型,由于无人机受最大爬升角、转弯曲率等机动性能的限制,采用地形平滑技术对地形坡度和曲率进行预处理并构造安全曲面,使无人机可在安全曲面内任意飞行。在分析现有优化算法特点的基础上,提出了基于粒子群算法和免疫遗传算法的文化框架,该算法借助文化框架的双进化机制,种群空间采用搜索速度快的粒子群算法进化,保证文化框架的收敛速度,同时信仰空间采用免疫遗传算法进化,利用其全局搜索特性指导群体进化,引导整个算法朝着全局最优解搜索。针对在线重规划对实时性的要求,提出一种基于免疫克隆选择算法与粒子群算法的融合算法,粒子群算法的快速收敛特性可保证融合算法的收敛速度,利用克隆变异的局部搜索能力和浓度机制的多样性保持特性克服粒子群算法陷入局部最优的缺点。并对离线/在线规划提出不同的目标函数,设计不同的B样条航迹拟合方法。在Matlab环境中,对本文提出的离线/在线航迹规划器进行了验证,仿真结果表明本文提出的算法有效,均表现出很好的规划效果。为便于航迹跟踪控制的研究,利用无人机数学模型,并采用小扰动原理对无人机模型进行纵向、横侧向线性化处理。分别设计纵向、横侧向航迹跟踪控制律,运用增量式PID算法进行控制。采用二维云台模拟无人机俯仰角、偏航角的变化,搭建基于FPGA的硬件控制电路来模拟无人机航迹跟踪控制过程。实验结果达到了设计目的,可验证本文提出的航迹跟踪控制方法。