无人机因其重量轻、成本低、隐蔽性好等诸多特点在军事和民用领域得到广泛应用，而无人机编队飞行则在单架无人机的基础之上又极大地拓宽了无人机的应用范围，是无人机技术近年来的发展趋势，受到世界各国的广泛重视。本文以无人机编队飞行为应用背景，对以“长机—僚机”模式飞行的编队导航和控制方法进行了研究，论文主要工作包括：首先，本文定义了无人机及其编队需要用到的坐标系并给出无人机的姿态描述以及转换关系，推导出无人机的相对运动速度方程，然后建立起无人机编队的数学模型。然后，本文设计了预处理惯组测量数据的低通滤波器和Kalman滤波器来抑制陀螺和加速度计存在的测量噪声；文中给出了地理坐标系下的捷联惯导系统解算原理和导航误差传播模型并设计了基于“长机—僚机”模式的无人机编队导航方法，给出了详细的长机和僚机组合导航系统方案。接着，本文针对执行任务的需求给出了一些常见的无人机编队构型；根据无人机编队的相对运动方程设计了基于PID控制律的编队控制器，又利用模糊控制原理设计了基于自适应模糊PID控制律的编队控制器；文中针对多架无人机编队之间具有通信时滞的一致性问题设计了一种可行的控制协议并讨论了系统的稳定性条件。最后，本文对文中的理论算法进行了数学仿真和物理实验，仿真结果和实验结果表明算法是切实可行的，具备有工程可实现性，明确了后续的研究重点和方向。