作为MANET的重要分支之一,由多无人机(UAV)组成的飞行自组织网络(FANET)具有更大的灵活性和机动性,特别适用于农业遥感、交通监控、应急救援及军事等复杂任务场景;与此同时,FANET网络拓扑的三维特征以及高动态性也对路由算法设计提出了更高的挑战。现有的GPSR路由算法仅利用了平面二维的地理位置信息,且未能充分考虑UAV过时位置信息的影响,易导致路由决策失误,带来端到端时延大、包投递率低的问题。针对上述问题,本文通过深入研究UAV信道及其运动模型,设计了适用于FANET网络的三维GPSR路由算法,主要研究内容如下:现有FANET中路由算法均采用理想全向天线模型,未考虑天线增益在不同俯仰角上的差异,不符合实际FANET的三维空间特性。针对该问题,首先建立了UAV节点的实际三维全向天线模型,求解出数据包重传概率。其次,针对贪婪转发模式设计了基于重传次数及能量消耗模型的链路度量,为选择高可靠性的下一跳节点提供依据;针对周界转发模式,采用局部泛洪转发方式代替平面右手法则绕过路由空洞,进一步提高路由算法的可靠性。仿真结果表明,本文所提三维全向GPSR(OGPSR)路由算法能够有效提升数据包投递率、降低端到端时延及能量消耗。为提高上述OGPSR路由算法对高动态场景的适用性,提出了基于位置预测的三维OGPSR路由算法。考虑到实际UAV节点的移动随机性和可预测性,首先对UAV节点建立了高斯运动模型。针对一定观测频率下,高斯运动模型节点加速度的随机性导致传统kalman预测结果不收敛的问题,利用运动模型的系统参数矩阵对kalman预测算法的处理噪声矩阵进行改进,以自适应地预测节点下一时刻的三维位置。在此基础上,通过分析最优的预测时刻,给出了基于自适应kalman预测的OGPSR路由算法流程。仿真结果表明,改进后的OGPSR路由算法显著提升了高动态场景下的端到端时延、数据包投递率性能。