无人机已广泛应用于不同领域中,随着任务场景不断的复杂化,单架无人机已无法很好的完成探测、侦察任务。多架无人机构成的无人机集群在任务执行时需要协同配合完成信息交换和收集,而一个良好的无人机集群自组织网络（Flying Ad Hoc Network,FANET）是集群内部完成信息交换的基础。在FANET的研究中,无人机高速移动造成网络拓扑剧烈变化以及无人机节点自身能量有限是影响无人机集群网络性能的两个主要因素,本文针对以上两个影响因素对FANET的相关技术开展研究以及改进,具体工作内容如下:（1）对FANET相关路由协议进行总结分类,在无人机集群执行探测、侦察任务的仿真场景下对OLSR、AODV以及DSDV协议进行了对比分析,仿真结果表明AODV协议更适应于该场景下通信网络的建立。在AODV协议改进方案中,采用节点间距离进行路由度量可有效提升网络通信性能,但由于无人机节点高速移动造成链路距离分布情况的剧烈变化,增加了数据传输过程中链路断裂风险,降低了网络通信性能。针对这一问题,在AODV协议基础上研究了一种基于链路均衡性度量的AODV协议（Link Balance AODV,LB-AODV）。首先,结合链路节点间平均距离、距离的分布情况以及当前链路跳数,提出了一种自适应加权度量方法,对链路稳定性形成有效度量。其次,通过对节点位置进行预测得到节点间相对距离,解决了由于节点快速移动所导致的路由度量失效问题,保证了路由查找过程中链路度量值的有效性。进一步综合上述改进方案对协议的控制消息以及工作流程进行了修改。仿真结果表明该协议在速度变化的条件下,与传统AODV协议相比数据包投递率平均提升11%,网络吞吐量平均提升23%,有效改善了无人机节点高速移动所造成的网络性能下降问题。（2）为延长FANET的生存周期,在LB-AODV协议的基础上进一步优化,研究了一种基于能量消耗度量的能量均衡AODV协议（Link Energy Balance AODV,LEBAODV）。首先,改进了能量剩余率计算模型,更准确的衡量了路由查找过程中节点能量剩余情况。其次,对平均邻居节点数量的计算方法进行了改进,考虑了边缘节点对平均邻居节点数量计算造成的影响,提升了节点中心度计算的准确性。进一步结合能量剩余率计算模型与节点中心度,提出了基于能量消耗的路由度量策略,引导路由协议在路径查找时倾向于选择能量充足的节点作为中继节点,从而达到均衡节点能量消耗的目的。仿真结果表明,该协议在保障通信质量的前提下,有效均衡了各节点的能量消耗,延长了FANET的生存周期。